无线传感器网络的安全和优化

图书标准信息

• 作者 许力 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2010-03
• 版次 1
• ISBN 9787121103803
• 定价 39.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 273页
• 字数 460千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

《无线传感器网络的安全和优化》围绕着近年来无线传感器网络在能量管理、数据管理、安全管理等方面的研究热点和难点，以优化和安全为主线索，重点介绍和分析分簇策略和优化、密钥管理技术、路由协议和安全、拓扑容错优化、MAC协议和优化、节点定位技术、跨层协作和优化等技术问题和解决策略。
《无线传感器网络的安全和优化》可作为高等院校计算机应用类、通信工程以及电子信息类研究生和高年级本科生教材，也可作为相关领域的工程技术人员的参考书。

【目录】

第一部分绪论
第1章无线传感器网络概述1
1.1无线传感器网络的概念和特点1
1.1.1基本概念1
1.1.2无线传感器网络的特点2
1.2无线传感器网络的应用3
1.3无线传感器网络的发展趋势4
1.3.1无线多媒体传感器网络4
1.3.2泛在传感器网络5
1.3.3具有认知功能的传感器网络6
1.3.4基于超宽带（UWB）技术的无线传感器网络7
1.3.5基于协作通信技术的无线传感器网络7
1.4无线传感器网络的协议分层和关键问题8
参考文献11

第二部分分簇策略和优化
第2章分簇结构的无线传感器网络14
2.1分簇算法的基本概念15
2.2分簇算法基本目标及其性能评价17
2.3WSN中分簇策略介绍18
2.3.1最小ID分簇算法18
.2.3.2LEACH及其改进算法19
2.3.3GAF及其后期改进算法20
2.3.4基于图论的TopDisc算法21
2.3.5非均匀分簇思想解决热区问题22
2.4小结23
参考文献23

第3章基于图论的能量有效的分簇算法25
3.1经典的TopDisc算法25
3.2无线传感器网络连通支配集算法26
3.3基于团着色算法的分布式分簇算法29
3.4基于图论聚合度的分簇策略32
3.5基于代数连通度的虚拟骨干网构造方法34
3.6小结35
参考文献36

第4章安全可靠的分簇策略38
4.1分簇结构中的安全问题38
4.2安全分簇策略39
4.2.1基于可信度评价的安全分簇39
4.2.2移动自组网中一种安全的最高节点度分簇算法43
4.3基于分簇结构的安全可靠策略44
4.3.1基于可信分簇结构的安全可靠策略45
4.3.2基于协同合作的可靠数据传输46
4.3.3基于异常节点检测的可靠数据融合方案46
4.4小结46
参考文献47

第三部分密钥管理技术
第5章基于分布式体系结构的密钥管理方案49
5.1密钥管理的性能评价49
5.2随机密钥预分配方案50
5.3q-Composite随机密钥预分配方案51
5.4基于多项式的密钥预分配方案52
5.5基于Blom的密钥预分配方案54
5.5.1Blom密钥预分配方案54
5.5.2多密钥空间随机密钥预分配方案55
5.6基于对称BIBD的密钥预分配方案55
5.7基于填充设计的密钥预分配方案56
5.8小结60
参考文献60

第6章基于分簇式的密钥管理62
6.1低能耗密钥管理方案62
6.2LEAP密钥管理方案63
6.3基于横截设计的密钥预分配方案65
6.4基于簇的密钥预分配方案66
6.5分簇传感器网络中对密钥管理方案68
6.6基于ECC的密钥管理方案70
6.7小结71
参考文献72

第7章无线传感器网络中组密钥管理73
7.1基于本地协作的组密钥分发方案73
7.2逻辑密钥层次LKH方案74
7.3基于路由信息的组密钥分发方案76
7.4基于节点稳定性的层次密钥管理方案77
7.5基于对称密钥的组密钥更新方案80
7.6小结81
参考文献81

第四部分路由协议和安全
第8章无线传感器网络的路由协议82
8.1无线传感器网络路由协议概述82
8.1.1无线传感器网络路由协议的特点82
8.1.2无线传感器网络路由协议的设计目标83
8.1.3无线传感器网络路由协议的研究现状84
8.2无线传感器网络的路由协议85
8.2.1基于数据为中心的平面路由协议85
8.2.2基于查询的路由协议87
8.2.3层次路由协议89
8.2.4地理位置路由协议92
8.2.5能量感知路由协议94
8.3小结96
参考文献96

第9章无线传感器网络组播路由协议99
9.1VMRRP99
9.1.1源节点初始化99
9.1.2邻居节点信息表的建立100
9.1.3随机策略100
9.1.4路由算法流程100
9.2GridMulticast101
9.2.1无线传感器网络的网格分布102
9.2.2能量消耗模型102
9.2.3GridMulticast协议103
9.3基于网络编码的组播路由104
9.3.1网络编码104
9.3.2路由算法105
9.4能量平衡的组播路由协议106
9.5小结108
参考文献108

第10章无线传感器网络安全路由协议110
10.1无线传感器网络路由协议的安全威胁110
10.1.1攻击类型110
10.1.2典型路由协议的安全威胁111
10.2无线传感器网络的安全路由协议112
10.2.1SPINS安全协议112
10.2.2基于能量优化的安全路由协议113
10.2.3INSENSE容侵路由协议114
10.2.4高效的匿名路由协议115
10.2.5协作式安全路由协议117
10.3小结119
参考文献119

第五部分拓扑容错优化
第11章无线传感器网络拓扑容错优化121
11.1无线传感器网络的拓扑控制121
11.1.1集中式的拓扑控制122
11.1.2分布式的拓扑控制122
11.1.3拓扑控制面临的问题123
11.2无线传感器网络的容错技术123
11.3无线传感器网络的拓扑容错优化124
11.3.1无线传感器网络容错拓扑控制124
11.3.2小世界模型在无线传感器网络中的应用127
11.3.3网络编码技术在无线传感器网络中的应用128
11.4小结128
参考文献129

第12章基于小世界的无线传感器网络拓扑优化131
12.1小世界网络及其在无线网络中的应用简介131
12.2基于小世界模型点集聚系数的簇优化132
12.2.1RLOC算法采用的网络模型132
12.2.2删除连边优化网络拓扑133
12.2.3算法小结135
12.3基于小世界模型边集聚系数的分簇算法135
12.3.1SMCA算法基于的网络模型136
12.3.2SMCA算法的主要步骤136
12.3.3数据传输的路由方法与模型分析137
12.3.4算法小结138
12.4基于小世界模型的无线传感器网络拓扑优化138
12.4.1网络模型138
12.4.2线的放置方式139
12.4.3数据传输方式判断139
12.4.4算法小结140
12.5无线传感器网络抗毁性研究140
12.5.1网络模型与基本概念140
12.5.2网络连通性测度140
12.5.3网络抗毁性测度141
12.5.4基于小世界模型的无线传感器网络抗毁性研究141
12.6小结142
参考文献142

第13章基于网络编码的拓扑容错研究144
13.1数据内部编码144
13.2数据之间编码147
13.2.1基于网络编码的数据保护策略147
13.2.2基于网络编码的分簇传感器网络链路容错策略148
13.3小结153
参考文献153

第六部分MAC协议和优化
第14章无线传感器网络MAC层协议155
14.1WSNMAC协议与AdHoc网络MAC协议比较155
14.2WSNMAC协议的设计因素156
14.3WSNMAC协议分类158
14.4WSNMAC协议分析159
14.4.1基于竞争的MAC协议159
14.4.2基于调度的MAC协议163
14.4.3混合MAC协议164
14.5小结167
参考文献167

第15章无线传感器网络MAC层建模169
15.1基于博弈论的MAC模型169
15.1.1DCF博弈169
15.1.2基于DCF博弈的接入方案170
15.2单跳WSN的二维马尔可夫链模型171
15.2.1单个节点的分组发送概率171
15.2.2饱和吞吐量174
15.3多跳WSN的等效带宽模型175
15.4适合于时隙IEEE802.15.4的一种新的分析模型177
15.5小结178
参考文献178

第16章无线传感器网络MAC层优化180
16.1低延迟的WSNMAC协议180
16.1.1AC-MAC协议180
16.1.2自适应睡眠机制180
16.1.3WiseMAC协议181
16.1.4LEEM协议181
16.1.5P-MAC协议182
16.1.6CMMAC-SD协议183
16.1.7LP-MAC协议186
16.2高吞吐量的MAC协议186
16.2.1ADEE-MAC协议186
16.2.2LPDMAC协议187
16.2.3自适应SMAC协议188
16.3低丢包率的WSNMAC协议188
16.3.1C-TDMA-SMAC协议188
16.3.2R-MAC协议189
16.4小结189
参考文献189

第七部分节点定位技术
第17章无线传感器网络节点定位机制191
17.1无线传感器网络节点定位机制概述191
17.1.1节点定位机制的相关术语192
17.1.2节点定位的基本原理192
17.1.3无线传感器网络节点定位机制的分类193
17.2基于测距及无须测距的经典定位算法194
17.2.1基于测距的无线传感器网络节点定位技术194
17.2.2无须测距的无线传感器网络节点定位技术196
17.3无线传感器网络节点定位算法的评判要素199
17.4节点定位技术在无线传感器网络的应用200
参考文献202

第18章DV-HOP定位算法及其优化205
18.1无须测距定位技术的优劣分析205
18.1.1无须测距定位机制在无线传感器网络中的优劣205
18.1.2无线传感器网络节点定位技术方案的选取206
18.2DV-Hop定位算法206
18.2.1DV-Hop定位算法介绍206
18.2.2DV-Hop定位算法性能分析209
18.3DV-Hop定位算法的定位精度改进213
18.3.1基于邻居节点空间顺序序列优化的DV-Hop定位算法214
18.3.2基于节点重叠度优化的DV-Hop定位算法215
18.4无须测距的定位算法面临的挑战216
18.5小结218
参考文献218

第19章无线传感器网络节点安全定位技术220
19.1无线传感器网络节点定位系统安全分析220
19.1.1无线传感器网络节点定位系统安全性需求220
19.1.2节点安全定位策略的分析222
19.2基于恶意信标节点检测的安全策略225
19.2.1基于检查点的信标筛选法方案226
19.2.2检测率分析226
19.3一种容忍攻击的传感器节点定位算法227
19.3.1AtLoc算法模型的相关假设227
19.3.2安全参照集的检验方法228
19.3.3寻找最小安全参照集229
19.3.4异常点的诊断229
19.3.5相关实验结果分析230
19.4小结231
参考文献231

第八部分跨层协作与优化
第20章跨层协作设计基础233
20.1跨层协作体系结构234
20.1.1TinyCubus体系结构234
20.1.2OA-CLD体系结构235
20.1.3CiNET体系结构236
20.1.4可编程跨层体系结构237
20.1.5CRA-CCSS体系结构237
20.2跨层协作建模238
20.2.1基于效用与损耗优化的跨层建模238
20.2.2基于凸优化的跨层建模240
20.3跨层协作的安全与优化242
20.3.1跨层协作安全机制242
20.3.2跨层协作QoS机制243
20.3.3跨层协作节能机制243
20.4小结244
参考文献245

第21章跨层协作MAC协议247
21.1基于最佳中继的跨层MAC协议247
21.2MCWTCP协议249
21.3基于多包接收的跨层MAC协议250
21.4多信道MAC跨层协议253
21.5PRMAC协议256
21.6CLEE-MAC协议258
21.7小结259
参考文献259

第22章基于跨层协作的路由协议261
22.1基于时延优化的跨层协作路由协议261
22.1.1机会中继选择技术261
22.1.2协议实现262
22.2基于TCP性能优化的跨层协作路由协议：RP-DSR265
22.3基于节能和QoS保证的跨层协作路由协议266
22.3.1模糊控制系统建模266
22.3.2EQ-DSR路由协议描述269
22.4基于多判据的路由协议ACRO270
22.5小结272
参考文献273