Разработка и исследование надежных методов агрегации данных в сенсорных сетях

• Автор: Фомин, Алексей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Агрегация данных в сенсорных сетях

1.1 Сенсорные сети.

1.2 Известные подходы к надежной агрегации.

1.3 Обеспечение надежности с использованием распределенной верификации .

1.4 Анализ предложенного протокола.

1.5 Заключение и выводы по разделу

2 Управление ключами в сенсорных сетях

2.1 Особенности сенсорных сетей с точки зрения протокола управления ключами

2.2 Известные протоколы управления ключами в сенсорных сетях .

2.3 Предпагаемый подход
2.3.1 Подпротокол аутентификации и выработки начального ключа
2.3.2 Подпротокол выработки парных ключей .
2.3.3 Протокол ii iii
2.4 Анализ предложенного решения.
2.4.1 Подпротокол аутентификации и выработки начального ключа
2.4.2 Подпротокол выработки парных ключей .
2.5 Заключение и выводы по разделу
3 Фильтрация пакетов на базе распределенной подписи
3.1 Постановка задачи
3.2 Примитивы, используемые для организации распределенной подписи
3.3 Существующие схемы распределенной подписи
3.4 Модификация схемы разделения секрета
3.5 Схема распределенной подписи , на основе модифицированной схемы разделения секрета
3.6 Заключение и выводы по разделу .
Заключение Список литературы
Введение
Актуальность


Предложен новый протокол и приведен его анализ. В третьем разделе рассматривается задача постановки распределенной подписи, приведен обзор и анализ известных схем и предложена схема распределенной подписи RSA с независимым поведением участников коалиции при постановке подписи и неинтерактивным протоколом выдачи проекций секретного ключа без участия дилера. В заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе. Сенсорные сети представляют собой новое семейство беспроводных сетей со своими задачами и особенностями. Обычно сенсорная сеть состоит из множества сенсоров, которые распределены произвольным образом по изучаемой среде. При этом ресурсы сенсора сильно ограничены, прежде всего, небольшой емкостью его источника питания. Использование агрегации в сенсорной сети позволяет значительно повысить экономичность и живучесть этой сети. Однако при ошибках в работе сенсоров требуются специальные надежные алгоритмы агрегации. Раздел имеет следующую структуру. В подразделе 1. В подразделе 1. Подраздел 1. Сенсорные сети используются для таких задач как мониторинг окружающей среды и среды естественного обитания, контроль производственных процессов, регулирование дорожного движения, охрана объектов и т. Обычно сенсорная сеть состоит из множества сенсоров, которые помещены в контролируемую среду. Каждый сенсор оснащен специальным датчиком, который позволяет совершить необходимые измерения параметров окружающей среды, и передатчиком, для передачи этих данных на базовую станцию. При этом ресурсы сенсора сильно ограничены, прежде всего, небольшой емкостью его элемента питания [, ], ресурс которого обычно ограничен величиной 1 Ali, 2. Таблица 1. В таблице 1. Таблица была составлена на основе данных, приведенных в проекте Smart. Dust []. Ограниченность ресурсов сенсора вызвана необходимостью обеспечить низкую стоимость сенсора, которая должна быть значительно ниже $1, что более чем в десять раз меньше, чем стоимость Bluetooth устройства ($), и значительно меньше, чем стоимость PicoNode($l)[]. Кроме ограниченности ресурсов сенсоров, сенсорные сети обладают рядом особенностей, затрудняющих их проектирование. Отказоустойчивость. В течение времени отдельные сенсоры могут ломаться, приходить в негодность вследствие внешних условий или израсходовать весь свой запас энергии. Выход из строя отдельного сенсора не должен повлиять на работу всей сети в целом, она должна быть способна продолжать сбор информации. Это означает, что структура сети должна быть организована так, чтобы не зависеть от отдельных сенсоров, в противном случае, выход из строя определенных узлов может просто парализовать всю сеть. Масштабируемость. Число сенсоров, помещенных в контролируемую среду, может исчисляться сотнями или тысячами. Более того, в зависимости от конкретного приложения их количество может достигать даже миллиона. Протоколы, используемые в сенсорных сетях должны быть способны эффективно работать с таким количеством узлов. Также они должны учитывать плотность расположения отдельных сенсоров, которая может довольно сильно варьироваться. Топология сети. Как правило, топология сенсорной сети до ее развертывания неизвестна. Часто развертывание сети производится путем случайного разбрасывания сенсоров (например, с самолета). Однако, даже в случае развертывания сети вручную большое количество сенсоров делает затруднительным определение собственного положения и множества соседей для каждого отдельного узла. Потребляемая мощность. Как уже упоминалось выше, сенсор оснащен ограниченным источником питания и, следовательно, время жизни сенсора напрямую связано со скоростью расходования его источника питания. Это означает, что протоколы и алгоритмы, реализованные в сенсоре, должны 6е>тть оптимизированы с точки зрения потребления энергии. Физическая незащищенность. Так как часто сенсорные сети разворачиваются на открытой и легкодоступной территории, необходимо использовать специальные процедуры для защиты передаваемой информации от возможных случайных или преднамеренных искажений.