无线传感器网络基于联系数的信任评估模型

针对无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的特点以及面临的网络安全问题,提出了一个基于联系数的信任评估模型。系统节点通过该信任模型对邻居节点的网络行为进行监测,再利用基于联系数的信任多属性决策方法选取最优的可信节点后进行数据包的转发。实验结果表明,该模型计算开销少,符合WSN能量受限的特点,且能较好地实现入侵检测,提高检测的准确率,防范路由攻击。     

基于Hash链的移动自组织网匿名路由激励协议

为激励移动自组织网络中的自私节点参与数据转发,以改善路由机制性能,在基于地理位置的路由机制中,提出了一种基于Hash链的匿名路由激励协议。该协议将基于Hash链的微支付机制,引入位置辅助隐私保护路由;通过对匿名数据转发节点进行实时激励,改善了不可信环境下隐私保护路由机制的性能。安全性分析表明:该协议能保证参与路由节点的匿名性,同时有效抵御针对基于地理位置路由的伪装攻击和重放攻击。效率分析表明:该协议能实时激励匿名节点参与数据转发。     

一种实时无线传感器网络路由协议

针对传感器网络的特点,提出了一种具有实时性的路由协议.该路由协议可以保证端到端的数据传输具有确定的最大时延.该协议采用基于地理位置的数据转发,相邻传感器节点之间定时交换信息,使用无状态单跳延迟保证转发策略,实现了端到端数据传输的实时性保证.当网络某处发生拥塞时,采用后退重新路由策略,实现了对网络拥塞的自适应性.仿真结果显示该实时协议是可行的和有效的,能满足传感器网络实时性应用的需要.     

一种基于地理位置的无线传感器网络服务质量路由算法

基于传感器节点的地理位置信息与网络传输路径的能耗模型分析,提出一种无线传感器网络服务质量(QoS)路由算法.将多跳传输路径中的转发节点序列控制在以源节点与汇聚节点连线的一定区域内,尽量拟合源节点与汇聚节点连线传输,有效控制了传输路径.并对QoS路由算法提出改进,转发节点根据当前实时QoS约束动态地调整传输区域的大小以及优化下一跳选择机制,使传输路径最大程度拟合源节点和汇聚节点之间的连线,达到路径传输能耗最优.仿真实验表明,该QoS路由算法在满足网络QoS约束的同时,节省了网络的能耗,延长了网络生存时间.     

基于灰色预测的无线传感网络路由优化算法研究

无线传感网络路由链路节点分布混乱,导致路由算法稳定性降低,提出基于灰色预测的无线传感路由优化算法。构建无线传感器网络路由节点定位模型,实现传感器节点自主链路分层转发控制,构建无线传感节点控制模型,提高路由探测的参数识别能力;采用灰色关联预测方法,建立无线传感网络路由探测模型,根据路由探测结果,获取教务数据采集系统无线传感器网络最优节点密度分布,融合模糊度参数,构建模糊信息调度优化设计模型,定位最优自适应特征信息,实现无线传感网络路由优化设计。仿真结果表明,无线传感网络路由设计的输出稳定性较好,节点定位精度较高,传输时延较小,提高了教务数据采集系统中的无线传感器网络传输和数据分析能力。     

基于信息流累积的传感器节点分布密度控制算法

针对大规模无线传感器网络中的路由空洞问题设计了一种传感器节点非均匀部署机制:基于信息流累积的传感器节点分布密度控制算法.该算法根据网络中不同位置上节点需转发的信息流量,估算出网络中的能耗分布情况,并据此求出网络中不同位置上节点应有的部署密度.仿真结果表明,与按均匀分布策略进行布网的方法相比,本文提到的节点非均匀部署机制可使网络中各节点的能耗达到极好的均衡,从而有效避免网络中过早出现路由空洞问题,保证无线传感器网络的监测覆盖程度,加强网络的安全.     

优化生存时间的传感器网络地理机会路由

为延长无线传感器网络的生存时间,提出一种优化网络生存时间的无线传感器网络地理信息机会路由协议GOROL,并根据该协议特征建立了节点剩余能量与转发能效模型.基于此模型,提出了一种自适应转发集优化算法,该机制兼顾了节点剩余能量与转发能效,能优化传输效率并最大化网络生命周期.仿真实验表明,相比能量感知机会路由CORP和GOR,GOROL具有更长的网络生存时间.     

WSN中可容定位误差的地理位置路由算法优化研究

在无线传感器网络(WSNs)中,地理位置路由是借助节点获得的地理位置信息进行的路由发现与数据转发工作.然而在现实定位情景中,存在测量准确度和位置误差等不可避免的因素,导致数据包投递率(PDR)和能源效率降低.本文提出一种优化的可容错的地理路由的新方法,称为条件的均方误差比(CMSER)路由,当节点位置定位有误时,有效地利用现有的网络信息寻找一个新的传递路径,下一跳的选择是基于距离目的节点的最大距离和与测量相关的邻坐标的最小估计误差,从而降低了算法复杂度.仿真结果表明,CMSER在吞吐量方面高于其他类似算法,同时也减少了为了缩短路由路径而丢包时所造成的能量耗费.     

ROGR:基于定向道路的地理位置路由

地理位置路由协议被广泛应用于车载网络VANETs(vehicle Ad Hoc networks),然而在真实的城市场景中,由于复杂的道路拓扑和车辆移动,网络拓扑呈动态变化,给地理位置路由协议提出了挑战。传统的基于定向节点地理位置路由遭受可达性和可扩展性的折衷问题。为此,提出面向VANETs城市场景基于定向道路的地理位置路由ROGR(road-oriented geographic routing)协议。ROGR协议利用道路数字地图信息,并结合了基于源节点转发和基于接收节点转发机制。在每一跳中,利用数字地图信息和周期的beacon包,源节点计算各路段的权值;并选择具有最大权值的路段作为数据包传输路段,再将该路段上的车辆作为下一跳转发节点的候选节点。然后,这些候选节点利用基于退避时延机制竞争转发数据包。仿真结果表明,提出的ROGR协议具有好的可达性和可扩展性。     

基于角度和概率的WSN源位置隐私保护路由研究

在无线传感器网络源位置隐私保护问题中,针对具有局部流量分析行为的逐跳反向攻击者,提出了基于随机角度和概率转发的源位置隐私保护路由协议RAPFPR。该协议主要分为两个阶段:真实源节点根据随机角度和距离的有向路由阶段,幻影节点到基站的概率转发路由阶段。协议产生的幻影节点能够很好地均匀分布在真实源节点周围,且采取概率转发路由大大减少了重合路径的产生,增加了逐跳反向攻击的难度。仿真结果表明,与现有的隐私保护方案相比,该路由协议能够在不显著增加通信开销的前提下,有效延长网络的平均安全时间,具有很好的隐私保护性能。     

适用于无线传感器网络的能耗上限估算模型

为了从系统层面提高网络能效,需要计算网络整体能耗,分析影响能耗的关键因素,从而进行网络优化。为此,从分析全网数据流转时的节点状态出发,提出了一种基于网络容量估算无线传感器网络能耗上限的能量模型,并利用此模型进行了链式结构的路由优化设计。研究结果表明,该模型对于无分级的宽放型网络结构具有普遍适用性。     

基于仿生学信任信誉模型BTRM的无线传感器网络的信任协作研究与实现

 无线传感器网络通常部署在无人维护、不可控制的环境中,除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外,无线传感器网络还面临传感节点容易被攻击者物理操纵,并获取存储在传感节点中的所有信息,从而控制部分网络的威胁.通过研究蚁群系统中的协作,把基于生物激励信任模型(BTRM)中的信任协作机制应用于无线传感器网络.分析了当前常见的信任协作模型研究现状,归纳出常见的几种信任模型,并提出基于BTRM的无线传感器网路的信任协作模拟系统的功能及体系结构.重点论述了基于BTRM模型的无线传感器信任协作原理和信任协作模拟系统的设计和实现,通过把BTRM中的信任协作机制应用到WSN环境中,模拟显示,该机制在输出平均路径长度、平均满意度、平均满意偏差等方面均有较大的改进.     

基于信任云的簇化层次式WSN安全路由方法

如何能量高效地保障无线传感网的路由安全一直是一个巨大的挑战。提出一种基于信任云的簇化层次式无线传感网安全路由算法(trusted cloud-based secure routing algorithm,TC-SRA),建立基于信任云的无线传感网安全骨架,通过簇化层次式拓扑实现网络节点的高效管理,从兼顾能效和安全的角度提升无线传感网的路由性能。仿真测试结果表明,所提出的算法不仅为无线传感网的路由安全实现提供了新思路,而且能有效控制网络节点的能耗,保障网络生命周期。     

一种基于风险评价的无线传感器网络信任模型

针对现有无线传感器网络的信任模型未考虑风险因素,导致不能有效处理恶意节点攻击的问题,采用一种基于风险评价的信任模型(Risk evaluation basedtrust model,RBTM)。RBTM的框架由检测模块、信任计算模块和决策模块组成,并考虑上下文因素的影响。计算信任度时同时考虑推荐信誉值和风险值的影响;风险值的计算借用风险评估函数和风险信誉调节函数实现。研究结果表明：RBTM能够有效抵抗恶意节点的攻击,与已有的信任模型相比具有更大的灵敏性,较大程度地提高了对恶意行为的检测成功率,可以使节点之间更有效地建立信任关系。     

一种基于无线传感器网络安全的能量优化路由算法

针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗不均衡和安全威胁而导致的网络寿命和网络功能受到影响等问题,提出了一种基于网络安全的能量优化路由算法.在网络中建立安全信任评估机制,借用物理学中势场的概念,利用节点深度、区域能量、剩余能量和安全信任值信息建立4个势场,并将它们统一成一个整合的势场.利用该势场函数确定节点数据包传输的下一跳方向,来达到对传感器网络能量利用效率、能量均衡和安全性的优化.通过仿真实验验证了算法的有效性.     

基于信任模型的WSNs安全数据融合算法

为了抵御无线传感器网络内部的恶意攻击行为和故障节点的误操作行为对数据融合结果的影响,提出一种基于信任模型的多层不均匀分簇无线传感器网络安全数据融合算法.该算法基于多层不均匀的分簇网络拓扑实现安全数据融合能够有效均衡网络中节点的能耗.通过节点间的通信行为和数据相关性建立信任评估模型,并引入动态的信任整合机制和更新机制,实现簇内和簇间的信任评估,选择可信融合节点并将可信节点所收集的数据进行基于信任值加权的数据融合.仿真实验表明,该算法能够实现精确的信任评估,有效识别内部恶意攻击节点,得到的数据融合结果具有较高的精确度,实现了安全的数据融合.     

基于记忆原理的信任值更新模型

针对开放网络中节点信任值随时间和节点交易行为动态变化的特性,通过对记忆原理与社会网络记忆特性的分析,认为节点服务的重要性与事件的影响力等属性都是一种具有记忆特性的信息,网络中具备这些属性的节点的信任值的变化过程与记忆原理相似.因此以记忆原理为基础,建立了与时间及节点交易相关的变速率的信任值更新模型.该模型可以通过调整衰减因子的大小对节点交易行为起到一定激励作用.实验结果表明该模型能够准确地反应节点信任值随时间和节点交易行为变化的规律,同时还可以通过对交易频率的监控,实现对恶意节点的检测.     

基于遗传优化的WSNs多源单汇路由算法

针对无线传感器网络中的多源单汇路由问题,综合考虑无线传感器网络中链路带宽、延迟和路径节点最小剩余能量三种度量,建立了多源单汇路由问题的系统模型,将其转化为求解多约束最小Steiner树问题,已知该问题是NP难的问题,给出了基于遗传优化的求解算法,采用基于备选路径集的整数序列编码表示一棵生成树,设计相应的交叉和变异算子,以及对非法染色体进行修复的机制,最后在遗传算法的计算过程中选择合理的适应度函数,找到一棵满足多约束的能耗趋于最小且状态稳定Steiner树.理论分析和数值试验结果表明所提出的遗传求解算法收敛速度快、可靠性高,为无线传感器网络中的多源单汇路由提供了一种新的有效途径.     

基于DSR的安全多径路由协议研究

Ad hoc网络的开放性、自组织、可移动等特点使其路由的安全问题日益突出,然而,目前大多数的路由协议并没有考虑该问题.文章给出了一种基于DSR的安全多径路由协议(SMDSR),该协议采用简单易实现的独立多径路由算法,并通过信任机制和公钥密码体制使其能有效地抑制伪装、篡改和路由重放等典型的安全攻击.模拟实验结果表明SMDSR路由协议的路由性能要优于DSR,并具有良好的安全性.     

WSN中低功耗路由协议LEACH的一种改进方法

在无线传感器网络中,针对节点有限的能量资源,路由的设计必须以节能为重要目标。这对整个网络的生存时间至关重要。对LEACH协议进行了深入的分析。针对LEACH协议在簇头选择算法上过大的随机性以及分簇次数过多的问题进行了优化。在簇头选择过程中加入能量影响因素,使剩余能量大的节点更有机会当选为簇头。另外在稳定运行过程中也加入了能量阈值防止下一轮分簇的过早发生。仿真结果表明,改进后的算法相比原LEACH算法能有效地平衡网络整体的能量消耗,延长网络的生存时间。