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车载Ad-hoc网络安全机制的研究车载 Ad-hoc 网络是指由多辆车辆之间形成的自组织网络，传输过程中不需经过固定的路由器而直接传输，具备短距离、高速、低时延的特点。
车载 Ad-hoc 网络具有广泛的应用前景，例如自动驾驶、智能交通等，然而也存在着安全问题。
本文旨在探讨车载 Ad-hoc 网络中的安全问题及其解决方法。
一、车载 Ad-hoc 网络的安全问题1. 路由攻击由于车载 Ad-hoc 网络没有固定的路由器，通信过程中需要选择一条最优路径进行数据传输，而攻击者可以通过篡改通信信息和伪装身份的方式，破坏网络中的路由选择，使得合法的数据传输无法到达目的地，或者将数据传输到错误的目的地。
2. 黑洞攻击黑洞攻击是指攻击者通过欺骗的方式，向网络中注入虚假的路由请求信息，在网络中形成一个虚假的路由节点，将所有的数据包传至自己这里，从而阻断了网络的正常传输。
3. DOS 攻击DOS 攻击是一种通过给系统、网络带宽或其它资源过载来使它无法提供正常服务的攻击方式。
互联网中已经出现了各种形式的 DOS 攻击，如 SYN 攻击、Smurf 攻击、ICMP 攻击等，而这些攻击方式也适用于车载 Ad-hoc 网络。
4. 信息安全问题信息安全问题主要指车载 Ad-hoc 网络中传输的数据受到攻击后的后果。
攻击者可以窃取传输的数据、篡改数据、伪造数据等，使得数据的机密性、完整性和可靠性受到破坏。
二、车载 Ad-hoc 网络的安全机制为了解决车载 Ad-hoc 网络中的安全问题，需要采取以下安全机制。
1. 密钥管理算法密钥管理算法可以为车载 Ad-hoc 网络中的节点生成公钥和私钥，确保通信信息的安全性。
目前常见的密钥管理算法有RSA、Diffie-Hellman 等。
2. 路由安全机制路由安全机制是指车载 Ad-hoc 网络中的节点在进行路由选择时，通过验证节点之间的身份来防止路由攻击和黑洞攻击。
常见的路由安全机制有 GSR 策略、KARMA 策略等。
移动Ad Hoc网络分层路由协议综述Hao Huang Nini RaoSchool of Life Science and TechnologyUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu, PRC 610054************************************摘要在本文中，我们首先讨论MANET（移动Ad Hoc网络）中分层路由协议的分类方式进而比较它们的不同特点。
然后，我们将分析当前层次协议和比较这些协议。
最后，我们预测分析未来的路由协议的设计，并给出结论。
关键字：MANET网络，Ad Hoc网络，分层路由协议；1引言无线网络有很多不同的方案，基本上分为两大类[1]。
第一类被称为“基础设施网络”。
如蜂窝无线网络（无线局域网），节点（或用户）通过基站（或接入点）进行相互通信的基础设施网络。
基站通常是固定的，可以形成一个固定节点固定网络或移动节点网络的基础设施。
当旧基站“切换”到新基站时，移动节点从一个基站范围移动到另一个基站范围内继续无缝通信。
移动无线网络的第二种类型是没有基础设施的移动网络，俗称“移动Ad Hoc网络（MANET）”[2-3]。
Ad Hoc网络是没有固定的基础设施，如战场或抗灾救援的情况下，移动Ad Hoc网络相比传统无线网络是更好的选择。
Ad Hoc网络通过移动节点或终端之间的自我组织和相互协作，形成一个多跳无线网络，并维持自治系统的方式建立管理无线通道进行快速连接和断开节点之间的通信[4]。
因为随着时间的推移，由于节点移动，新的节点出现拓扑结构会有所不同，无线通信将受到较大的影响，如噪声，衰落和干扰。
此外，无线连接通常比有线网络的带宽更少。
由于这些网络带来了许多复杂的问题，还有许多已知的特设网络方面的难题等待研究人员去解决。
关键问题之一是设计一种高效的路由协议，它允许节点通信，多跳路径和无环路径，并采用自启动和自组织的方式[4]。
论文（设计）题目：Ad Hoc网络路由协议的比较Ad Hoc网络路由协议的比较摘要Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个无线移动通信网络，由于组网快速、灵活，使用方便，并且对基础设施的要求较低，目前已经得到了国际学术界和工业界的广泛关注，并已成为移动通信技术发展的一个重要方向。
Ad Hoc网络的这些特点也使得基于传统网络设计的路由协议都无法在Ad Hoc网络环境下正常工作，因此IETF成立了一个专门的MANET (Mobile Adhoc Networks)工作组来研究和开发Ad Hoc网络的路由协议。
本文首先简要介绍了移动Ad Hoc网络的基本概念、网络特点、网络体系结构和应用。
然后，基于移动Ad Hoc的网络环境，对四种典型的路由协议进行了分析比较，并重点分析改进了AODV路由协议。
[关键词] Ad Hoc 路由协议AODV路由协议比较ABSTRACTAn Ad Hoc network is a wireless mobile communication network made of a group of mobile nodes with wireless transmitter-receiver sets. Because it can be easily and neatly deployed, easy to operate, and for infrastructure requirements is low, at present has already received increasing attentions from international academic circles and industry, has became an important direction which the mobile communication technology moves forward.These characters of Ad Hoc networks make routing protocol based on traditional networks can’t be used at Ad Hoc networks. So IETF established a special MANET working group to study and develop the routing algorithm of Ad Hoc networks.First, the thesis introduces of Wireless Ad Hoc Networking, which includes basic conceptions, important characteristics, networking infrastruetures, and field of application. And then, bases on MANET environment, four typical routing Protocols is compared in detail. Finally, we select AODV routing Protocol as the network layer Protocol in this Paper.[Key Words] Ad Hoc networks, Routing protocol, AODV protocol, Compare目录一、引言 (1)二、Ad Hoc网络概述 (1)（一）Ad Hoc网络的定义 (1)（二）Ad Hoc网络的特点 (2)（三）Ad Hoc网络的类型 (3)1、静止的Ad Hoc网络 (3)2、移动的Ad Hoc网络 (4)（四）无线网络与Ad Hoc网络的区别 (4)1、无线网络与Ad Hoc网络结构图示 (4)2、无线网络与Ad Hoc网络的比较 (5)（五）Ad Hoc网络的体系结构 (5)1、Ad Hoc网络节点结构 (6)2、Ad Hoc网络的协议结构 (6)（六）Ad Hoc网络的拓扑结构 (7)1、全分布式拓扑结构 (7)2、分层分布式拓扑结构 (8)三、Ad Hoc网络的路由协议概述 (11)（一）Ad Hoc网络对路由协议的设计要求和分类 (11)1、Ad Hoc网络路由协议的设计要求 (11)2、Ad Hoc网络路由协议的分类 (12)（二）Ad Hoc网络路由协议建立的方式分类 (12)1、表驱动路由协议 (13)2、按需路由协议 (13)3、混合式路由协议 (14)（三）Ad Hoc网络典型路由协议 (14)1、DSDV 目的序列距离矢量协议 (14)2、DSR 动态源路由协议 (15)3、AODV 按需距离矢量协议 (17)4、ZRP区域路由协议 (17)四、Ad Hoc网络路由协议比较 (18)（一）Ad Hoc网络路由协议的特点及应用的比较 (19)1、Ad Hoc网络路由协议的性能与特点比较 (19)2、Ad Hoc网络路由协议应用范围比较 (19)（二）Ad Hoc路由协议的比较 (20)1、先应式路由协议之间的比较 (20)2、按需路由协议之间的比较 (21)3、先应式路由协议和按需路由协议的比较 (23)4、混合路由协议与其他协议的比较 (24)五、路由协议的仿真比较 (24)（一）仿真结果分析 (25)1、数据分组传递率(Packet Delivery Ratio) (25)2、数据分组平均端到端的延时(Average End-to-End Delay) (27)3、路由开销(Routing Overhead) (29)4、三种路由协议综合比较 (30)（二）AODV协议的改进 (31)1、AODV协议路由发现中的问题 (31)2、AODV协议的改进思想 (32)六、总结与展望 (33)（一）论文总结 (33)（二）展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)Ad Hoc网络路由协议的比较一、引言移动Ad Hoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络，是指一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的临时性自治系统，由于组网快速、灵活，使用方便。
网络规划中优化子网地址分配的技巧在进行网络规划的过程中，优化子网地址分配是一个非常关键的环节。
合理的地址分配方案不仅可以提高网络的性能和可维护性，还能有效避免地址冲突和子网浪费。
本文将探讨网络规划中优化子网地址分配的一些技巧。
一、合理划分子网在进行子网地址分配之前，首先需要对网络进行合理的子网划分。
子网划分的目的是将整个网络划分为多个相互隔离的子网，每个子网具有独立的IP地址范围。
合理的子网划分不仅可以提高网络的安全性，还可以减少地址冲突的可能性。
在划分子网时，可以根据不同的功能需求和地理位置来确定子网数量和范围。
例如，可以将网络分为内部局域网和外部公网，再根据不同的部门或楼层来划分更加具体的子网。
同时，还要考虑到网络的扩展性，预留一定的空间以便未来的网络扩张。
二、合理选择子网掩码子网掩码是用来划分网络地址和主机地址的一个重要参数。
在进行地址分配时，合理选择子网掩码也是至关重要的。
过大的子网掩码会导致子网数量减少，浪费了大量的IP地址资源；而过小的子网掩码则容易导致地址冲突。
在选择子网掩码时，要综合考虑网络规模和需求。
如果网络规模较小，主机数较少，可以选择较大的子网掩码，减少子网数量，提高地址利用率。
而对于大型网络，应选择较小的子网掩码，细分子网，提高网络的可管理性和安全性。
三、采用DHCP动态地址分配在进行子网地址分配时，采用动态主机配置协议（DHCP）可以极大地简化网络管理工作。
DHCP允许网络管理员集中管理地址池以及为连接到网络的设备自动分配IP地址、网关、子网掩码等参数。
通过使用DHCP，管理员可以避免手动分配IP地址的繁琐工作，还可以提高地址资源的利用效率。
同时，DHCP还提供了地址租用机制，当设备离开网络时，地址会被收回回收，从而避免了地址浪费的情况。
四、规划子网间的路由在网络规划中，子网间的路由设计也非常重要。
良好的路由设计可以优化数据包传输路径，提高网络性能和可靠性。
在规划子网间的路由时，可以根据业务需求和网络拓扑结构来确定路由协议以及路由器的布置位置。
一种无线Ad Hoc网络中的公平带宽分配算法
张晓梅
【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》
【年(卷),期】2009(031)003
【摘要】针对如何公平有效地分配无线带宽的问题,提出了一种有效带宽分配算法,该算法能确保在无线多跳ad hoc网络模型中的各个用户分配到公平带宽资源.该算法在每一跳都能够公平地分配给每个竞争流相应的信道时间比例,依据这些时间比例,每一跳为经过自己的所有数据流计算更新速率,而每条数据流的源端能够根据更新速率来调节它的下一时刻发送速率,以达到它应该占有的公平份额.这种公平性被称为信道时间最大最小公平性.实验结果表明,所提出的这种信道时间最大最小公平性算法能够在无线多跳数据流中公平地分配带宽并达到高的信道时间资源利用率.【总页数】4页(P387-390)
【作者】张晓梅
【作者单位】上海工程技术大学计算中心,上海,201620
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.1
【相关文献】
1.一种多无线电系统中基于公平性和精细化带宽分配的资源分配算法 [J], 潘甦;曹跑跑;刘胜美
2.认知无线网络中兼顾效用与公平的联合带宽和功率分配算法 [J], 闫继垒;李建东;
赵林靖;董全
3.无线Ad hoc网络中基于0-1优化的两步骤资源分配算法 [J], 刘蔚;赵宇;陈锐
4.一种无线Ad Hoc网络中的最大最小公平性带宽分配优化方法 [J], 占小利;谭连生;赵甫哲
5.一种新的无线Ad hoc网络中的多路径路由及流量分配算法 [J], 王辉;单剑锋;俞能海
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摘要：如何建立一个安全的会话密钥是无线网络通信的核心任务。
由于无线网络的开放性，使得数据包在网络中比较容易丢失，这为会话密钥的更新带来了一定的不便。
在该文中，我们设计了一个适用于移动Ad Hoc网络中的互助修复密钥分配方案，并分析了它的安全性。
关键词：无线通信；Ad Hoc网络；密钥分配；互助修复；分簇A Mutual-healing Key Distribution Scheme in Mobile Ad Hoc NetworkZHANG Dong-hong(Personnel Examination Center of Hebei Province ,Shijiazhuang 050051,China)在无线网络中研究密钥的分配和更新是一个具有重要意义的工作。
由于无线网络如传感器网络，特别是移动Ad Hoc网络的拓扑结构经常变化，所以需要一个高效的密钥分配和更新机制。
由于无线网络的开放性，动态的拓扑结构，节点能量的有限等特点，使得其很容易受到各种内部和外部的攻击。
这就使得网络中经常发生数据包的丢失，在密钥更新方面如果一个节点没有收到密钥的更新数据包，那么它就不能和组内的其他成员进行正常的通信。
一个简单的方法就是节点请求组管理节点重传一次密钥更新包，然而在一个比较庞大的无线网络中这会增加更多的通信量。
近年来很多人提出了无线传感器网络中密钥自修复的方案，即利用后面收到的密钥更新包来恢复前一次甚至前几次的会话密钥。
Yixin Jiang等人在文献[1]中提出了一个无线传感器网络中利用双向哈希链实现的密钥自恢复方案。
该方案可以实现高效的密钥分配，无缝的密钥更新和自修复。
但该方案在初始化时为每个节点预加载一个密钥，且组管理者需要存储每个节点的密钥，以便组密钥的初始化，这就增加了组管理者的存储量和计算量。
Biming Tian等人在文献[2]中提出了一个新的互助修复密钥分配方案。
该方案不仅实现了密钥的自修复，而且利用邻居节点实现了密钥的互助修复，使得节点在没有收到最新的密钥更新包的情况下仍可以恢复出最新的密钥。
Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配问题 1 问题重述 随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地进行自由通信的渴望，近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。为了能够在没有固定基站的地方进行通信， Ad Hoc网络技术应运而生。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。就其特点，在给定一些限制条件下，本文提出了关于如何合理划分 Ad Hoc网络中的区域和分配资源问题。具体内容如下： 对一个指定10001000(面积单位)的正方形区域内构建一个Ad Hoc网络，需解决以下问题： (1) 以圆的形式对正方形区域进行覆盖，在满足所给定的限制条件下，通过建立最小半径和模型，求得圆的最少个数。若给每个圆分配一个信道，使得有公共部分的圆拥有不同的信道，在此条件下合理分配信道。改变公共面积部分的限制条件，重复上述问题。再根据条件，提出合理假设，讨论网络的抗毁性问题。 (2) 设正方形区域中有一满足给定条件的椭圆形湖泊。由限制条件：节点仅能设置在地面上，以及假设条件：一跳覆盖区圆的半径可以在75~100间随意选择，两个面积不等的圆相交，它们之间的公共面积应不小于大圆面积的5%，建立最小半径和模型，研究合理的区域分划和信道分配方案。 (3) 在假设一个较短的时间间隔内，网络的连通性可能并未变化的情况下，采用基于节点的划分方式，在某一时刻将正方形区域内的节点（用户）分成若干个簇。给出簇与一跳覆盖区的定义，并根据给定条件结合数据，建立半径最小和模型，研究一跳覆盖区划分和信道分配方案，找出区域连通的充分、必要条件，并讨论网络抗毁性。 (4) 在问题3的基础上作进一步假设，根据所给的条件，考虑在动态情况下，通过建立模型，考虑网络连通性问题。 (5) 基于前面（3）中所给办法，从节能角度出发，根据所给条件，建立能量消耗与其所处位置关联的求极值模型，找到比较节能的区域分划方式，使出现第一个退出网络的节点的时间尽量长。并通过对该网络的运行状况进行分析，对组网方式提出改进意见。 (6) Ad Hoc网络中针对如何保证通信的质量问题，根据所给条件，建立相关模型，对上一题中的通信质量进行定量评价。
2 模型假设 (1) 节点可看作质点，其所占的面积可忽略不计； (2) 节点与其自身通信所消耗的能量为0； 3 符号说明 M：邻接矩阵；
k：抗毁性的量化值；
kP：网络损毁概率；
E、sE、rE、wE：分别表示为总能量、发射能量、接收能量、备用能量；
sP、rP、wP：分别表示为发送、接收、备用功率；
st、rt、wt：分别表示为发送、接收、备用时间；
knS：第k个节点对所有的n点发射信息的距离；
kx、ky：第k个节点的坐标；
knt：第k个节点对所有的n点发射信息所持续的时间； N、T：分别表示为一断时间内总的发射次数、总的时间；
skE：发射时所消耗的能量； NskE：在某一段时间T内因发射所消耗的能量；
1nkiiS：节点k与n个节点的距离之和；
F： 能量中心点； ：置信区间；
t：表示每一次发射的起始时刻与下一次发射的起始时刻之间的时间间隔； (x,t)：节点在时间 t 及位置 x 时的概率密度； D：速度的期望值； P：簇内某点最后距起始点距离超过100的概率； 4 模型建立与求解 4.1 问题1的解决 4.1.1 相邻圆的距离 相邻圆的半径R均为100，根据平面几何的相关知识可以算出当相邻圆的公共面积不小于圆面积的5%时，两圆间距S为175.66；当相邻圆的公共面积不小于圆面积的18%时，两圆间距S为141.75。 4.1.2 相邻圆的连接关系及区域划分 显然，当圆以蜂窝状分布时，有最小覆盖，以下的图1给出最简构造。
图1 以上给出的是临界情况，则连接三个圆心的封闭折线为正三角形，根据本题
给出的条件R＝100，易得此正三角形的边长L为1003。当然，在实际情况中圆心间距S是不固定的，因此分以下两种情况进行讨论： (1) 圆心间距S>1003：此时，若以L为边长构成正三角形结构，则在正三角形中心位置会出现小的空隙（见图2中的阴影部分），这对于最小覆盖来说是极其不利的。
图2 因此，必须将最上方的圆心位置下移，使得此圆的最低点恰好通过下方两圆交点中y方向数值较大的点(如图2中y点所示)，显然连接此三个圆圆心构成的封闭折线为顶角大于60°的等腰三角形。就本题来说，当相邻圆的公共面积不小于圆面积的5%时，两圆间距s为175.66，满足此条件。由于等腰三角形顶角大于60°，则两腰长度小于底边长度，即上下两层相邻的圆的圆心间距S小于175.66，显然此时两圆之间的公共部分更大，符合题目要求。按照此方案，则如图3所示，MATLAB程序见附录程序二（注：其中调用circle函数见附录程序一）。
图3 通过计算可知，长度 为1000的边至少需要6个圆才能完整覆盖。最下面一层中相邻圆交点中 轴方向数值较小的点与 轴相交，则最有利于最小覆盖。由基础的平面几何知识可求出最下面一层圆的圆心 坐标为47.81，再根据上述“等腰三角形”的理论可得各层间圆的圆心 坐标间距Sy为152.126，这样按层级6、7、6、7„„间杂排列，就可以得到结果。而 轴方向有空间富余，若发现在边界区域有部分空隙未能覆盖，则可通过在 轴方向的坐标平移来修正。最后检验四条边界及四个顶点，均可落在所有圆覆盖的区域里，则如图3，当相邻圆的公共面积不小于圆面积的5%时可用45个半径 为100的圆覆盖此区域。
(2) 圆心间距S <1003：此时，若以s为边长构成正三角形结构，则在正三角形中心位置会出现重叠部分（见图4阴影部分）。. - 5 -
图4 就直观而言似乎可以将上层圆的位置上移，但结合本题来说是不符合要求的。如：当相邻圆的公共面积不小于圆面积的18%时，两圆间距S为141.75，符合此情况。如果上移圆的位置，则连接此三圆圆心构成的封闭折线为顶角小于60°的等腰三角形，两腰长度就大于底边长度，即上下两层相邻的圆的圆心间距S大于141.75，同时当相邻圆的公共面积就会小于圆面积的18%。因此，本情况只能以边长为圆心间距S的正三角形为基础架构可得出区域划分方案（如图5）。MATLAB程序见附录程序三（注：其中调用circle函数见附录程序一）。
图5 与上面类似，通过计算可知，长度 为1000的边至少需要7个圆才能完整覆盖，则以边长 为141.75的正三角形为基本构架，即各层间圆心在y轴方向间距 为122.759，按层级7、8、7、8„„间杂排列，可得到结果。最后检验四条边界及四个顶点，最下层的7个圆为了使交点与 轴重合，所能覆盖的 方向长度不到994，而在此情况中最上层与最下层中相邻圆交点在 轴方向上间距 为1000.3，几乎没有在 轴方向上做坐标平移的可能，所以只好再补一个圆，即图5中右下角的圆。则当相邻圆的公共面积不小于圆面积的18%时可以用61个半径为100的圆覆盖此区域。 4.1.3 信道分配 可将图3中圆按序编号进行改造，如表1： 相邻圆的距离 示意图
s=175.66 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 表1 以下根据表1，提出邻接矩阵M[45][45]的概念：当i和j邻接时：M[i][j]=1；当i和j不邻接时：M[i][j]=0。具体的矩阵形式参见附录程序五中的M[VN][VN]定义。 此后的问题就转化为子集的划分问题，即已知集合A={a1,a2,…,an}，A中关系R={(ai,aj)|ai,aj∈A,i≠j}，(ai,aj)表示ai与aj间存在关系。要求将A划分成互不相交的子集A1,A2,……Ak,(k≤n)，使任何子集中的元素均无关系，同时要求子集个数尽可能少。 在此可通过编写子集划分程序来实现，简要的算法描述如下： ① 集合A进Q；result[]和work[]全部置0；当前组号group=1； ② 依次出队列得e，若work[e]==0（只考查关系未定的元素），则在work[]中，标记e的冲突关系。即： 若M[e][i]==1 && work[i]==0，则work[i]=1； （避免改写work[i]为-1的单元） ③ 若work[i]==0，则result[i]=group; work[i]=-1; 若work[i]==1，则work[i]=0; ④ 将所有work[i]==0的元素，再进队列； ⑤ group++； ⑥ 转②，直至Q为空。 具体的程序见附录程序五(注：程序所需Division.h文件见附录程序四)。由此可得出满足相邻圆的公共面积不小于圆面积的5%条件信道划分结果，见表2： 信道1 信道2 信道3 信道4 1,3,5,13,14,16,18,26, 27,29,31,39,40,42,44 2,4,6,7,15,17,19,20, 28,30,32,33,41,43,45 8,10,12,21,23, 25,34,36,38 9,11,22, 24,35,37 表2 由此可知道要使公共部分的圆拥有不同的信道，最少需要4个信道，示意图见图6。同理，将图5中圆按序编号进行改造，也可以得到满足相邻圆的公共面积不小于圆面积的18%条件的信道划分结果也为4个，其示意图见图7。
