無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜述

裴慶祺，沈玉龍，馬建峰

通信技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜述

裴慶祺，沈玉龍，馬建峰

詳細(xì)闡述了傳感器網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀、面臨的安全挑戰(zhàn)及其需要解決的安全問題。從密鑰管理、安全路由、認(rèn)證、入侵檢測、DOS攻擊、訪問控制方面討論傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種安全技術(shù)，并進(jìn)行綜合對比。希望通過這些說明和對比，能夠幫助研究者為特定傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境選擇和設(shè)計(jì)安全解決方案。最后總結(jié)和討論傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究方向。

傳感器網(wǎng)絡(luò)；密鑰管理；安全路由；入侵檢測；DOS攻擊

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2007，28（8）： 113-122入選年份：2012

公眾計(jì)算通信網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

童曉渝

摘要：目標(biāo)：隨著社會信息化和行業(yè)信息化的普及與提高，信息正呈現(xiàn)出爆炸式增長趨勢。如何最大程度地整合全社會信息資源并將其作為公共基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)與運(yùn)營，對信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了新的需求。本文在分析公眾通信網(wǎng)和計(jì)算技術(shù)發(fā)展過程基礎(chǔ)上，提出公眾計(jì)算通信網(wǎng)（PCCN，public computing communication network）的概念，論證公眾通信網(wǎng)向公眾計(jì)算通信網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，探討公眾計(jì)算通信網(wǎng)的架構(gòu)、實(shí)體以及關(guān)鍵技術(shù)。

方法：公眾計(jì)算通信網(wǎng)是基于虛擬化和云計(jì)算構(gòu)架，以云計(jì)算技術(shù)為核心，融合電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)之后的信息處理網(wǎng)絡(luò)。本文首先基于云計(jì)算技術(shù)，融合電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)特征，探討公眾計(jì)算通信網(wǎng)的內(nèi)涵和目標(biāo)。基于此，采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)理論與方法，探討公眾通信網(wǎng)實(shí)體模型，構(gòu)建公眾通信網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)。進(jìn)而，采用模塊化分析方法，梳理公眾通信網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)各功能模塊的關(guān)鍵支撐技術(shù)，總結(jié)公眾計(jì)算通信網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)體系。

結(jié)果：基于公眾計(jì)算通信網(wǎng)內(nèi)涵和目標(biāo)，構(gòu)建公眾計(jì)算通信網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，提出公眾計(jì)算通信網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)體系，指明各功能模塊的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

公眾計(jì)算通信網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)包括硬件及基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬化及云管理層、應(yīng)用云平臺服務(wù)層、云業(yè)務(wù)服務(wù)層和終端5個層次，以及業(yè)務(wù)交付與支撐系統(tǒng)、安全與可信保障系統(tǒng)。硬件及基礎(chǔ)設(shè)施層位于實(shí)體的最底層，包括主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及存儲等物理設(shè)備。虛擬化及云管理層一方面將物理層的硬件全面虛擬化，建立結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)資源管理及分布式文件系統(tǒng)，用于海量數(shù)據(jù)的存儲和訪問；另一方面，虛擬化及管理可借助虛擬化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)按需動態(tài)供應(yīng)、配置資源，實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度、負(fù)載均衡等功能，并進(jìn)行安全和監(jiān)控方面的保障管理，以實(shí)時(shí)偵測各種資源的工作狀態(tài)及保證數(shù)據(jù)的安全性。應(yīng)用云平臺服務(wù)層將開發(fā)的PaaS服務(wù)提供給客戶。云業(yè)務(wù)服務(wù)層則為基于云平臺服務(wù)層上的服務(wù)層，提供第三方的SaaS服務(wù)，包括自有SaaS服務(wù)及企業(yè)支持系統(tǒng)。業(yè)務(wù)交付與支撐系統(tǒng)提供系統(tǒng)、業(yè)務(wù)和服務(wù)的流程端到端透傳，如業(yè)務(wù)受理、計(jì)費(fèi)、結(jié)算和客戶服務(wù)等。安全與可信保證系統(tǒng)提供高質(zhì)量、安全和可信的計(jì)算通信服務(wù)保障環(huán)境，以及故障的自動檢測等功能。

公眾計(jì)算通信網(wǎng)關(guān)鍵支撐技術(shù)涉及7大技術(shù)領(lǐng)域，分別是：1）計(jì)算技術(shù)，包括分布式文件系統(tǒng)和存儲技術(shù)和虛擬化及云管理層技術(shù)；2）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)遷移自動配置技術(shù)；3）云安全與可信保障技術(shù)，包括數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全和虛擬化安全技術(shù)；3）運(yùn)營支撐技術(shù)；4）應(yīng)用云框架技術(shù)；5）云終端技術(shù)，包括遠(yuǎn)程桌面協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)啟動協(xié)議；6）云測試技術(shù)；7）綠色I(xiàn)T技術(shù)，包括智能電源管理技術(shù)、分段冷卻技術(shù)、精確冷卻技術(shù)和芯片級冷卻技術(shù)。

結(jié)論：在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)日益趨向于從信息服務(wù)到信息管理服務(wù)的背景下，今天的公眾通信網(wǎng)將演進(jìn)為公眾計(jì)算通信網(wǎng)，建立與核心網(wǎng)層次相對應(yīng)的數(shù)據(jù)中心，并向公眾（包括行業(yè)）提供云計(jì)算服務(wù)。公眾計(jì)算通信網(wǎng)在原有公眾通信網(wǎng)的接入、交換、路由、傳輸要素的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算處理能力、虛擬分配、調(diào)度管理以及業(yè)務(wù)開發(fā)等主要技術(shù)。這樣，公眾計(jì)算通信網(wǎng)將基于互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式提供平臺、軟件及其應(yīng)用，增強(qiáng)電信的業(yè)務(wù)能力，降低運(yùn)營商的投資成本（CAPEX）和運(yùn)營成本（OPEX），降低終端要求，同時(shí)也利于運(yùn)營商拓展新的市場領(lǐng)域。目前，公眾計(jì)算通信網(wǎng)的架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)處在研究與發(fā)展之中。因此，必須抓緊開展以下幾方面的工作：①使計(jì)算資源作為網(wǎng)絡(luò)元素，組成優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)、平臺、終端和服務(wù)的體系架構(gòu)；②制定像通信網(wǎng)一樣可信、互聯(lián)網(wǎng)一樣簡單、手機(jī)一樣豐富的計(jì)算資源兼容和互通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；③整合研究開發(fā)、產(chǎn)品制造、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)提供等各方面，構(gòu)建更加開放的生態(tài)體系和商業(yè)模式。

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2010，31（8）： 134-140入選年份：2012

使次系統(tǒng)容量最大化的協(xié)作頻譜感知性能分析及優(yōu)化

李美玲，袁超偉，李琳，等

摘要：針對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中SU數(shù)、檢測門限、帶寬、頻譜利用率和次系統(tǒng)容量間關(guān)系的分析表明，一方面C-CSS不僅可降低虛警率、提高頻譜利用率，還可利用較少的SU實(shí)現(xiàn)較高的次系統(tǒng)容量；另一方面在SU數(shù)一定且滿足目標(biāo)要求時(shí)，C-CSS與T-CSS實(shí)現(xiàn)最大次系統(tǒng)容量所要求的檢測門限不同。提出協(xié)作頻譜感知優(yōu)化算法，利用NP準(zhǔn)則通過直接對數(shù)學(xué)模型求解即可得到使次系統(tǒng)容量最大的SU數(shù)和相應(yīng)檢測門限。理論分析和仿真結(jié)果均表明，所提算法在保證目標(biāo)檢測率的前提下最大化了次系統(tǒng)容量。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電；協(xié)作頻譜感知；次系統(tǒng)容量；帶寬；頻譜利用；檢測門限

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2011，32（2）： 53-60入選年份：2012

基于反饋機(jī)制的自愈算法

趙季紅，曲樺，陳文東

摘要：提出了一種網(wǎng)絡(luò)自愈算法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障或鏈路出現(xiàn)擁塞時(shí)，該算法利用Q學(xué)習(xí)的反饋機(jī)制、多QoS約束的評價(jià)函數(shù)和基于 Boltzmann-Gibbs分布的路徑選擇策略，自適應(yīng)地選擇恢復(fù)路徑，降低了選擇發(fā)生故障和擁塞路徑的概率，從而實(shí)現(xiàn)了自愈。仿真結(jié)果表明，該算法在恢復(fù)率、區(qū)分業(yè)務(wù)能力和網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化等方面，表現(xiàn)出了良好的性能。

關(guān)鍵詞：故障恢復(fù)；網(wǎng)絡(luò)自愈；Q學(xué)習(xí)；多QoS約束；區(qū)分業(yè)務(wù)；資源優(yōu)化

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2012，33（1）： 1-9入選年份：2012

GrΦstl-512積分區(qū)分器的改進(jìn)

毛明，秦志光，李艷俊

摘要：校正了CANS2010會議上Minier等人關(guān)于Gr（Φ）stl區(qū)分器的分析結(jié)果，改進(jìn)了Gr（Φ）stl算法中壓縮函數(shù)的積分區(qū)分器，充分利用滲透技術(shù)首次提出了關(guān)于P函數(shù)和Q函數(shù)的11輪積分區(qū)分器。雖然針對散列函數(shù)的分析是目前SHA3研究的主流，但是所提出的關(guān)于積分區(qū)分器的研究反映了壓縮函數(shù)的隨機(jī)性，對新的散列函數(shù)的設(shè)計(jì)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：SHA3；散列算法；積分分析；區(qū)分器

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2012，33（7）： 22-26入選年份：2012

基于雙線性變換的可證明安全的秘密共享方案

李慧賢，龐遼軍

摘要：提出了利用雙線性對構(gòu)建可證明安全的秘密共享方案的新方法。首先，基于公鑰密碼體制的語義安全的標(biāo)準(zhǔn)定義，提出了適合秘密共享方案的語義安全定義。然后，提出了一個新的基于雙線性對的門限秘密共享方案，并對其正確性、安全性和性能進(jìn)行分析討論和證明。相比較于現(xiàn)有的大多數(shù)方案，此方案是可證明安全的，同時(shí)，該方案將參與者私鑰計(jì)算和秘密分發(fā)過程分離，且秘密分發(fā)者無需安全保存參與者私鑰，具有更好的安全性和效率，更適合實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：秘密共享；門限方案；雙線性對；可證明安全

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2008，29（10）： 45-50入選年份：2013

改進(jìn)的認(rèn)知無線電頻譜共享博弈模型

黃麗亞，劉臣，王鎖萍

摘要：提出了一種改進(jìn)的認(rèn)知無線電頻譜共享模型。該模型綜合考慮了主用戶的收益受到所有次用戶請求帶寬的影響，以及每個次用戶的收益受到其他次用戶請求帶寬的影響；同時(shí)，與次用戶競爭的主用戶能夠通過選擇最佳帶寬定價(jià)來獲得最大的收益，相互競爭或合作的次用戶通過從有限的頻譜中改變請求頻譜帶寬來獲得最大收益。對改進(jìn)模型的靜態(tài)博弈、動態(tài)博弈及其穩(wěn)定性、帕累托最優(yōu)等特性的仿真結(jié)果證明該模型適應(yīng)實(shí)際情況。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電；頻譜共享；博弈論；COURNOT博弈

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2010，31（2）： 136-140入選年份：2013

二維直方圖區(qū)域斜分閾值分割及快速遞推算法

吳一全，潘喆，吳文怡

摘要：指出了二維直方圖區(qū)域直分法中存在明顯的錯分，提出了一種新的二維直方圖區(qū)域斜分方法，即通過4條平行斜線將直方圖分成內(nèi)點(diǎn)區(qū)、邊界點(diǎn)區(qū)和噪聲點(diǎn)區(qū)，并采用與主對角線垂直的斜線進(jìn)行閾值分割；然后導(dǎo)出了基于二維直方圖區(qū)域斜分閾值選取的公式及其快速遞推算法；最后給出了分割結(jié)果和運(yùn)行時(shí)間，并與OTSU快速算法進(jìn)行比較。結(jié)果表明二維直方圖區(qū)域斜分方法可以運(yùn)用于幾乎所有的基于二維直方圖的閾值分割，使分割后的圖像內(nèi)部均勻，邊界準(zhǔn)確，抗噪更穩(wěn)健，同時(shí)其運(yùn)行時(shí)間大幅減少。

關(guān)鍵詞：圖像處理；閾值分割；二維直方圖區(qū)域斜分；快速遞推算法

來源出版物：通信學(xué)報(bào)，2008，29（4）： 77-83，89入選年份：2013