无线传感器网络信誉系统安全性的研究

摘要

无线传感器网络是一种自适应很强的自组织网络，大量廉价的节点密集部署在监测区域，时刻监测着环境参数的变化，为人类提供很多关于环境的实时数据。如果说因特网改变了人类之间的交流方式，那么无线传感器网络则改变了人类与物理世界的交互方式。WSN的特点使其在越来越多的领域表现出广阔的应用前景，也必将改变人们的生活方式;同时，越来越多的贴近人们生活的应用，其安全问题也越来越受到人们的关注，也给研究人员提供了大量的具有挑战性的问题。
　　由于传感器节点计算能力和存储能力的有限性，传统的网络安全方法并不能解决WSN的安全问题，更不可能完全照搬传统的信息安全方法，所以必须找到一种适合WSN的安全方法。通过仿生学的方法，使节点具有一定的人类自主行为是一种比较好的实现传感器网络安全的方法，也是现在传感器网络安全研究的一个热点。将人类的可信概念引入到传感器网络中，对每个节点实现人类社会的可信任度评价，以可信任值来衡量每个节点的可靠性，将不可靠的节点隔离出网络，从而实现传感器网络安全平稳地运行。
　　论文在基于传感器节点行为的基础上，根据节点行为将节点的信誉分为通信信誉、数据信誉和评价信誉，三种信誉都采用Beta信誉系统进行管理，且使用J(e)sang信任原理进行信誉间的整合。在研究了其它信任值融合算法的基础上，论文提出了动态权值信任值算法，仿真实验表明新的算法在单一攻击的场景下能够很好地识别出恶意节点，且对多重攻击有更好的识别能力。论文还研究了遗忘机制，提出了适合传感器网络特点的时间窗口遗忘机制。此外，论文还分析了Beta信誉系统，提出了信誉系统信任值计算公式应该满足慢升快降的特性，在此基础上提出了动态调节的信任值算法，仿真实验表明新的算法提高了信誉系统对攻击的识别能力。与此相对应，论文最后提出的与节点连续攻击次数有关的赎回惩罚机制则提高了系统对攻击的敏感性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 WSN的体系结构

1．1．2 WSN的特点

1．1．3 传感器网络的应用

1．1．4 传感器网络的关键技术

1．2 无线传感器网络的安全

1．3 论文的组织和安排

第2章 信任值融合算法的研究

2．1 国内外研究现状

2．1．1 基于概率分布的的信任模型

2．1．2 基于分簇的信任模型

2．1．3 基于行为的信任模型

2．1．4 基于节点行为规则的信任模型

2．2 节点的信誉模型

2．3 Beta信誉系统简介

2．4 信誉的融合

2．4．1 J?sang信任原理

2．4．2 两种信誉间的融合

2．5 信任的融合

2．5．1 MA-BRSN

2．5．2 动态权值信任值融合算法

2．6 仿真实验

2．7 本章小结

第3章 信誉系统信任值算法和时间遗忘机制的研究

3．1 信任值算法慢升快降分析

3．2 慢升快降数学仿真分析

3．2．1 对β的惩罚

3．2．2 信任值的累积

3．2．3 信誉参数同时变化

3．2．4 信任值缓冲区的确定

3．3 动态调节的信任值算法

3．4 动态调节的信任值算法仿真

3．5 时间遗忘机制

3．5．1 关于时间函数的遗忘机制

3．5．2 基于滑动窗口遗忘机制

3．5．3 结合两种机制的方法：时间窗口机制

3．6 本章小结

第4章 赎回惩罚机制的研究

4．1 带有赎回机制的信任值惩罚函数

4．2 赎回惩罚机制的性质

4．3 赎回惩罚影响因子函数的选择

4．4 仿真实验

4．4．1 数学仿真

4．4．2 网络仿真

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢