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一种无线传感器网络安全路由协议SGEM的开题报告

课题名称：一种无线传感器网络安全路由协议SGEM

课题背景：

无线传感器网络（WSN）是由大量小型无线传感器组成的网络，通过自组织的方式进行通信和互联，并在感知、处理和通信等方面具有广泛的应用。WSN的安全性一直是关注的重点，因为其节点常常部署在无人区域，攻击者可以利用各种手段破坏或窃取数据，而常规的密码学机制难以适用于WSN中的节点，从而需要特殊的协议。

课题内容：

本课题提出了一种新的无线传感器网络安全路由协议SGEM，该协议利用群组加密和混合密钥加密技术，在WSN中实现高效的数据密钥分发和认证，从而提高了网络的安全性和可靠性。具体而言，本协议的主要贡献有：

1.使用混合密钥加密技术，提高了节点对数据的保护性，并降低了密钥管理和数据加密的成本。

2.使用组密码机制，在分组通信中保护了群组成员间的合法性和机密性。

3.引入了一种新的侧信道攻击防御技术，防止信息泄漏和攻击。

4.采用随机路由和节点聚合方法，减少了通信和计算代价，并提高了网络的生命周期。

5.在真实环境下进行了传输性能和安全性的充分验证，充分证明了本协议的有效性和优越性。

课题目的：

本课题旨在设计和实现一种高效、安全的无线传感器网络路由协议，其可应用于环境监测、智能交通、医疗保健、物联网安全等领域，为WSN的发展和应用提供可靠的技术支持和保障。

课题关键技术：

1.群组加密技术及群组密钥管理方法。

2.混合密钥加密技术及其在WSN中的应用方法。

3.侧信道攻击防御技术及其在协议设计中的应用方法。

4.随机路由算法和聚合节点算法及其在协议优化中的应用方法。

5.真实环境下的传输性能测试和安全验证方法。

课题研究计划：

阶段一：调研相关文献，研究现有的无线传感器网络安全协议，初步明确本协议的设计思路和任务。

阶段二：设计和实现SGEM协议，验证其可行性和有效性，并逐步优化协议设计和实现。

阶段三：在真实环境下进行性能测试和安全验证，分析和评价协议的优劣，对其进行总结和展望。

阶段四：整合研究成果，撰写论文和结论，准备报告和演示材料，参加学术交流和竞赛。完成毕业设计。

课题参考文献：

1.周翔宇,张然,张波.一种基于密度的无线传感器网络路由协议[J].控制工程,2019,26(6):123-127.

2.王佳峰,王晓东.一种无线传感器网络安全路由协议[J].电子技术,2018,23(5):112-114.

3.相建英,任力衡,杨俊.一种基于群组加密的无线传感器网络安全协议[J].计算机科学,2017,44(3):189-192.

4.董海生,王平,马丛,等.一种混合密钥加密的智能电网信息安全方案[J].电力自动化设备,2016,36(10):91-95.

5.张永辉,邓启鸣.一种基于随机路由的无线传感器网络路由协议[J].计算机应用,2015,35(6):1434-1438.