[發明專利]一種基于傳感器數據與信號差值融合定位偽AP的方法

有效

• 申請號: 201710652602.9
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107371164B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 房鼎益;楊蕾;湯戰勇;李蓉;李青佩;龔曉慶;郭軍;陳峰;陳曉江
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H04W12/12
• 分類號: H04W12/12;H04W64/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

本發明公開了一種基于傳感器數據與信號差值融合定位偽AP的方法，用不同位置點信號的差值構建Apollonius圓，在室內情況發現有偽AP存在的情況下，實現對偽AP的精確定位；其解決了現有技術中路徑損耗模型定位需要提前知道發射功率和路徑損耗參數的問題，解決了利用接收信號的強度進行定位時，環境對信號產生影響的問題，解決了PDR算法的誤差累積問題；本發明不需要提前知道損耗模型的參數，此方法可以消除發射功率參數，并且在檢測過程中實時計算得到當前路徑損耗參數；可以有效提高定位精度，以不同點到偽AP的距離比值作為輸入進行定位而不是直接計算距離。

技術領域

本發明涉及無線網絡安全領域，具體涉及一種基于傳感器數據與信號差值融合定位偽AP的方法。

背景技術

隨著城市無線局域網的大規模部署，無線局域網安全變得尤為突出和重要，其中偽AP釣魚攻擊是無線網絡中嚴重的安全威脅之一。受到各種客觀因素的限制，很多數據在WiFi網絡上傳輸時都是明文的，如一般的網頁、圖片等；甚至還有很多網站或郵件系統在手機端進行登陸時，帳號和密碼也是明文傳輸或只是簡單加密傳輸。因此，這種情況下，一旦手機接入的網絡是攻擊者架設的偽AP，那么通過該偽AP傳輸的各種信息，包括帳號和密碼等，就會被攻擊者所截獲。

WiFi是家庭網絡的第一道防線，如果黑客攻陷了Wifi，那么他們將可以攻擊所有設備，至少是連接到家庭無線網絡上的所有設備。黑客通常使用可遠程遙控的信號干擾器、秘鑰或是應用程序，來阻斷正常的連接，使正常的設備無法工作，讓智能家居設備連接到偽造的網絡上來。黑客通過掃描無線信號來尋找防護較差的無線網絡，也可以通過釣魚的方法讓用戶連接到偽造的路由器，從而騙取登錄信息。一旦黑客進入了無線網絡，他就能夠掌握所有智能家居設備的無線密碼，使設備無法正常工作甚至損壞設備。

偽AP釣魚攻擊，國外又稱為“雙面惡魔攻擊(evil twin attack)”，是通過仿照正常的AP，搭建一個偽AP，然后通過對合法AP進行拒絕服務攻擊或者提供比合法AP更強的信號迫使無線客戶端連接到偽AP。因為無線客戶端通常會選擇信號比較強或者信噪比(SNR)低的AP進行連接。如果成功進行了攻擊，就會完全控制無線客戶端網絡連接，并且可以發起任何進一步的攻擊。對于偽AP釣魚攻擊，采用精準迅速的檢測技術及時的發現并阻止攻擊是非常必要的。目前的偽AP檢測技術主要包括信標幀時鐘偏差、時序特性、無線嗅探、指紋識別等方式。目前無線網絡在我們的日常生活中幾乎無處不在，在很多情況下都需要知道所訪問WiFi的具體位置，比如：AP的最優放置，檢測惡意AP等，這些都要求我們能夠及時有效地確定無線AP的位置。

現有的定位AP位置的方法主要包括到達時間TOA(time of arrival)、到達時間差TDOA(time difference of arrival)、到達角度AOA(angle of arrival)和接收信號強度RSS(received signal strength)等。相較于其他三種定位方法，基于RSS的測量方法不要求時間同步以及部署天線陣列，對軟硬件的要求都比較低，屬于低成本定位。因此廣泛應用于室內定位。

基于RSS的測量方法主要分為符號性定位和物理性定位，符號性定位僅根據在接收端測量的RSS值無限的靠近AP，并不能滿足大部分情況的要求。而物理性定位則是根據目前接收端所在的物理坐標和RSS來定位AP在此平面上的具體物理坐標位置。具體算法有質心定位，梯度定位和三邊測量定位等。質心定位實現簡單但是精度不高；信號梯度定位檢測信號分布預測AP的具體方向，通過多個位置的方向預測來獲取AP位置，一定程度上克服了采樣偏差，降低了信號不均勻傳播的影響，但是它需要進行繁重的測量工作；三邊測量定位利用路徑損耗模型計算接收端與AP發射端的距離，此方法要求事先知道這個經驗模型的參數，即發射功率和路徑損耗參數。

PDR(pedestrian dead reckoning)是另外一種被廣泛應用的室內定位算法，它根據前一刻所處位置來確定此刻所處位置的坐標，算法簡單，短時間內定位精度高。但是存在累積誤差，長時間定位會造成較大誤差。

發明內容