基于 TDoA 测距的传感器网络安全定位研究.pdf

第 29 卷第 8 期通信学报 Vo l .2 9
2008 年 8 月 Journal munications August 2008
基于 TDoA 测距的传感器网络安全定位研究
陈鸿龙, 李鸿斌, 王智
(浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州 310027)
摘要:针对基于 TDoA 测距的定位技术,分析了基本虫洞攻击与一贯虫洞攻击的特点,提出了一种利用无线多
跳网络时空特性与测距数据一致性性质的攻击检测方法,并从理论上给出了此方法的成功检测攻击概率下限值。
仿真结果表明提出的检测方法在各种网络参数下均优于已有的方法。
关键词:传感器网络;安全定位;TDoA 测距;虫洞攻击
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1000-436X(2008)08-0011-11
Research on TDoA-based secure localization
for wireless works
CHEN Hong-long, LI Hong-bin, WANG Zhi
(State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
Abstract: Basic wormhole attack and accordance wormhole attack problems were analyzed, based on which proposed an
attack detection scheme. The lower bound of the detection probability stemming from this scheme was presented theo-
retically. Simulation results demonstrate that the proposed scheme achieves better performance than most existing
approaches under the work parameters.
Key words: work; secure localization; TDoA ranging; wormhole attack

精度、能耗和安全是传感器网络定位中需要考
1 引言
虑的主要因素。前两者已经受到大量研究人员的关
近年来,无线传感器网络研究[1]的兴起引起了无注并取得了较多的成果[6~9],而安全定位[10]问题只
线通信、传感技术、分布式系统以及嵌入式计算等是在近几年才引起重视。传感器节点经常部署在无
领域研究人员的关注。无线传感器网络在军事领域人或者非友好的环境中,节点的密钥信息以及节点
有着重要价值,在民用领域中,特别是环境监控[2]、间的通信内容可能被敌方窃取。通过窃听节点间的
医疗监护[3]、紧急救援[4]和智能家居[5]等,有可观的信息并在网络中加入虚假信息,敌方节点就能够轻
应用前景。定位技术,包括节点自定位与目标定位易地干扰节点的定位,形成攻击。
服务,是无线传感器网络的关键支撑技术之一,也本文面向针对基于 TDoA(time difference of
是无线网络其他相关技术研究的基础,贯穿了整个 arrival)测距的定位技术[11],分析了基本虫洞攻击
无线传感器网络技术研究。击(basic wormhole attack) 与一贯虫洞攻击
收稿日期:2007-12-05;修回日期:2008-05-28
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60773181,60434030);国家高技术研究发展计划(“863”计划)基金资助项目
(2006AA01Z218)
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (60773181,60434030); The National High Technology
Research and Development Program of China (863 Program) (2006AA01Z218)
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(accordance wormhole attack)的特点,利用无线无线传感器网络定位技术包括基于测距和非
多跳网络时空特性与测距数据一致性,提出了一种基于测距的定位方法。非基于测距的定位方法无需
针对基于 TDoA 测距定位中虫洞攻击的检