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第1章 绪论1

1.1物联网概念的形成1

1.2物联网的体系结构3

1.3物联网的关键技术4

1.3.1体系架构4

1.3.2标识与识别技术5

1.3.3通信和网络技术6

1.3.4嵌入式系统与硬件7

1.3.5数据处理技术8

1.3.6信息安全和隐私8

1.4待解决的关键问题9

1.4.1国家安全问题9

1.4.2标准体系问题10

1.4.3信息的合法有序使用问题10

1.4.4核心技术有待突破问题11

1.4.5商业模式完善问题11

1.5研究发展现状12

1.6物联网安全模型17

1.7发展趋势与展望19

参考文献23

第2章 物联网安全的密码理论25

2.1引言25

2.2群论26

2.2.1群的概念26

2.2.2群的性质26

2.3有限域理论27

2.3.1域和有限域27

2.3.2有限域GF（p）中的计算27

2.3.3有限域GF（2m）中的计算28

2.4欧几里得算法及其扩展33

2.5 AES对称密码算法34

2.5.1加密原理35

2.5.2基本加密变换37

2.5.3 AES的解密40

2.5.4密钥扩展41

2.6椭圆曲线公钥密码算法43

2.6.1椭圆曲线密码概述43

2.6.2椭圆曲线的加法规则43

2.6.3椭圆曲线密码体制44

参考文献46

第3章 无线传感器网络安全概述48

3.1引言48

3.1.1网络模型48

3.1.2传感器网络体系结构50

3.1.3传感器节点体系结构51

3.2无线传感器网络的安全挑战53

3.3无线传感器网络的安全需求与目标54

3.3.1信息安全需求55

3.3.2通信安全需求56

3.3.3无线传感器网络的安全目标57

3.4无线传感器网络可能受到的攻击分类57

3.4.1一般性攻击58

3.4.2拒绝服务攻击59

3.4.3物理攻击与节点的捕获61

3.4.4假冒攻击63

3.4.5针对特定协议的攻击63

3.5无线传感器网络的安全防御方法65

3.5.1物理攻击的防护66

3.5.2实现机密性的方法67

3.5.3密钥管理69

3.5.4阻止拒绝服务71

3.5.5对抗假冒的节点或恶意的数据72

3.5.6对抗女巫攻击72

3.5.7安全路由73

3.5.8数据融合安全74

参考文献75

第4章 密钥管理79

4.1密钥的种类与密钥管理的层次式结构79

4.1.1密钥的种类79

4.1.2密钥管理的层次式结构80

4.2密钥管理系统81

4.2.1密钥管理系统框架81

4.2.2公钥基础设施82

4.2.3密钥管理的阶段83

4.3密钥的协商与建立84

4.3.1 Diffie-Hellman密钥交换算法84

4.3.2密钥的建立86

4.4密钥的分发95

4.4.1分布式物联网密钥的分发96

4.4.2层次式物联网密钥的分发102

参考文献105

第5章 非正常节点的识别107

5.1引言107

5.2拜占庭将军问题107

5.3基于可信节点的方案108

5.3.1系统模型108

5.3.2定位信任模型109

5.4基于信号强度的方案110

5.4.1系统模型110

5.4.2可疑节点的发现110

5.4.3性能评估111

5.5基于加权信任评估的方案112

5.5.1网络结构112

5.5.2基于加权信任评估的恶意节点发现113

5.5.3加权信任评估的性能114

5.6基于加权信任过滤的方案115

5.6.1网络模型及基本假设115

5.6.2符号定义116

5.6.3恶意节点发现流程116

5.6.4仿真及结果分析118

5.7恶意信标节点的发现120

5.7.1恶意信标节点的发现方法120

5.7.2撤销恶意信标节点126

5.7.3仿真与结果分析129

5.8选择性转发攻击的发现130

5.8.1选择性转发攻击的研究概述130

5.8.2网络模型及假设131

5.8.3发现方案132

5.8.4仿真与结果分析134

5.8.5结论136

参考文献136

第6章 入侵检测138

6.1引言138

6.2入侵检测原理140

6.2.1入侵检测技术140

6.2.2入侵检测结构141

6.2.3决策技术141

6.3面向物联网的IDS142

6.3.1物联网对IDS的要求142

6.3.2物联网的IDS体系结构143

6.3.3物联网的IDS分类146

6.3.4物联网的IDS组成148

6.4发现攻击153

6.4.1基于看门狗的包监控方案153

6.4.2发现污水池攻击155

6.5 IDS在TinyOS中的实现155

6.5.1模块和接口156

6.5.2存储器计算需求158

6.5.3实验158

6.6基于神经网络的入侵检测方案160

6.6.1入侵检测模型的建立160

6.6.2仿真与结果分析162

参考文献166

第7章 认证168

7.1消息认证168

7.1.1目标跟踪方法169

7.1.2监控类物联网的安全172

7.1.3消息认证协议的进展173

7.2广播认证183

7.2.1具有DoS容忍和故障容错能力的广播认证183

7.2.2基于双层过滤机制的uTESLA广播消息认证201

参考文献206

第8章 安全成簇208

8.1引言208

8.2国内外现状及发展动态分析209

8.3 SLEACH安全成簇方案简介211

8.3.1 SLEACH安全成簇原理211

8.3.2安全性分析213

8.4安全成簇中的关键技术214

8.5安全成簇的技术路线215

8.6安全成簇算法原理218

8.6.1算法基本思路218

8.6.2簇头安全选择218

8.6.3安全数据通信219

8.6.4安全簇维护220

8.6.5算法特点221

8.7节点安全加入与退出221

8.7.1节点安全加入网络221

8.7.2异常节点安全退出网络223

8.7.3仿真与结果分析223

参考文献225

第9章 安全数据融合227

9.1引言227

9.2基于信誉度评价的安全数据融合227

9.2.1安全数据融合模型228

9.2.2仿真与结果分析231

9.2.3结论233

9.3基于模糊数学的安全数据融合233

9.3.1概述233

9.3.2高效安全数据融合的步骤233

9.3.3基于模糊数学的融合算法234

9.3.4实验结果与分析237

9.4基于逐跳的安全数据融合238

9.4.1系统模型238

9.4.2安全数据融合协议239

参考文献249

第10章 安全路由251

10.1引言251

10.2安全路由协议的提出252

10.2.1路由协议的安全目标252

10.2.2针对路由协议的常见攻击252

10.2.3防御对策254

10.2.4现有安全路由协议254

10.3定向扩散路由协议255

10.3.1命名机制256

10.3.2兴趣的扩散256

10.3.3梯度的建立257

10.3.4数据的传播257

10.3.5路径的建立和加强258

10.4定向扩散路由协议的安全性增强259

10.4.1问题描述259

10.4.2能量高效的定向扩散路由协议设计259

10.4.3安全高效扩散路由协议设计262

10.5仿真与性能分析266

10.5.1仿真环境设置266

10.5.2 EEDD性能分析266

10.5.3 SEEDD性能分析268

参考文献276

第11章 安全定位278

11.1定位异常的发现279

11.1.1分布知识的建模279

11.1.2定位异常的发现问题280

11.1.3用分布知识发现定位异常281

11.2基于MDS-MAP的安全定位282

11.2.1概述282

11.2.2经典的MDS-MAP定位算法282

11.2.3安全的MDS-MAP定位算法284

11.2.4仿真实验分析286

11.3具有鲁棒性的安全定位289

11.3.1鲁棒性定位289

11.3.2基于最小中值平方的鲁棒性拟合290

11.3.3采用LMS的鲁棒性定位法291

11.3.4仿真与结果分析292

11.3.5结论293

参考文献293

第12章 物联网中的抗干扰295

12.1物联网中的通信295

12.1.1通信协议栈295

12.1.2通信协议和标准296

12.2人为干扰的内涵及网络脆弱性296

12.2.1人为干扰的定义296

12.2.2人为干扰技术297

12.2.3干扰者类型297

12.2.4受人为干扰影响的脆弱性299

12.3对付干扰的措施299

12.4物联网对抗干扰的安全建议301

12.4.1预防型对抗措施301

12.4.2反应型对抗措施306

12.4.3基于移动代理的对抗措施308

12.4.4小结310

参考文献311

第13章 射频识别的隐私与安全313

13.1引言313

13.2无线射频识别系统的工作原理314

13.3无线射频识别系统的安全需求316

13.4无线射频识别系统中的可能攻击318

13.4.1针对标签和阅读器的攻击318

13.4.2针对后端数据库的攻击322

13.5无线射频识别的安全机制324

13.5.1物理方法324

13.5.2逻辑方法325

13.6无线射频识别的安全服务327

13.6.1访问控制327

13.6.2标签认证328

13.6.3消息加密330

参考文献332

第14章 物联网嵌入式系统的安全设计334

14.1物联网嵌入式系统概述334

14.1.1射频识别系统的安全性334

14.1.2无线传感器网络的安全性336

14.2无线嵌入式系统的脆弱性和防护337

14.2.1攻击形式337

14.2.2物理安全和防拆装339

14.2.3安全固件设计和存储器保护340

14.3安全无线嵌入式系统的组件选择341

14.3.1安全嵌入式微控制器341

14.3.2无线传感器网络节点和有源射频识别标签的微控制器选择341

14.3.3无线广播选择342

14.4轻量级认证和加密算法343

14.4.1对称加密344

14.4.2非对称加密344

参考文献345