VANETs安全消息广播的性能模型分析

在车载网(vehicular ad hoc networks,VANETs)中将源节点通信范围内的所有节点看作目的节点,在介质访问层耗时很小,因此,常采用广播通信技术分发VANETs的安全消息。然而,广播通信缺乏请求发送RTS/清除发送CTS(request-tosend/clear-to-send)握手连接环节以及数据包确认机制,通信易受干扰,促使通信可靠性下降。为此,提出VANETs中安全消息分发性能评估模型。该模型假定VANETs具有两类级别消息。此外,考虑IEEE 802.11广播协议并使用二维马尔可夫模型(2-D Markov modeling),推导了低级周期性消息LPPMs(low-priority periodic messages)在传输模式和退避阶段的数目的联合概率分布,并利用该联合概率分布推导出高级事件驱动型消息LPEMs(high-priority event-driven messages)的平均传输时延,其有利于网络参数间折衷,如车辆传输范围、安全消息产生率以及介质访问控制MAC(medium access control)参数,通过合适地选择参数,使其满足LPEMs对延时的高要求。     

基于复合中继的车载自组织网络数据传输算法

在车载自组织网络中,传输安全类相关的数据时,要求满足低时延和高可靠性,针对高速公路场景中危险警告消息数据的传输,提出一种基于邻居信息的多候选复合中继安全数据传输算法.车辆节点之间通过相互交换Hello Message构建2跳邻居表,在选择下一跳转发节点时利用2跳邻居节点信息得到一个复合参数,该复合参数综合考虑了车辆速度、位置和行驶方向3个因素.根据得到的复合参数值确定转发优先顺序,最高优先级车辆节点被确定为最佳中继转发节点,次优先级车辆节点作为备选中继转发节点.在最佳转发节点发送消息失败时,由备选转发节点继续完成消息转发任务,从而提高数据传输成功率.理论分析和仿真结果表明,提出的算法在实时性和可靠性方面有明显提升.     

地理位置路由中基于信任的安全模型

针对无线传感器网络中地理位置路由易于受到的虚假路由信息、选择性转发、女巫等多重安全威胁,提出一种基于信任的多重攻击防御安全模型.考虑传感器节点资源受限的特性,通过一定时间内数据报的确认信息代替耗能的监听机制,使用Dirichlet分布函数计算路径上邻居节点的可靠性,并结合地理位置路由中的代价作出路由选择.同时,初始信任被动态决定,按照信任值划分服务等级以限制恶意节点的请求.仿真结果及分析表明,在多重攻击下该模型比已有模型在成功转发率、网络生命周期方面有较大的提高.     

车载传感网中基于聚合签名的认证方案

利用无证书公钥密码体制构造一种新的聚合签名算法, 以实现车载传感网中车辆节点之间信息传输的安全认证. 该方案通过路侧单元生成的影子值与周围节点进行通信, 实现了车辆用户的条件隐私保护. 实验结果表明, 该方案不仅能消除复杂的证书维护成本, 也解决了密钥托管问题, 且满足了消息的认证性、 匿名性、 不可伪造性和可追踪性等性质, 通信效率较高, 消息验证时延较短.     

一种改进的无线传感器网络安全路由及其仿真

路由是提高网络性能,保证通信可靠传输的重要一环.在总结现有声誉值路由模型的基础上,设计了一种改进的基于可信值评估的自适应加异常冻结路由传输方案DO3,并与前人提出的定向扩散路由DD、基于簇的路由LEACH、基于地理路由GEAR、入侵容忍路由INSENS、位置感知的信任路由TRANS等进行了仿真对比.结果表明,改进方案具有良好性能.     

一种基于转交效用的多副本机会网络路由协议

为了提高机会网络的传输效率,该文在分析现有“存储-携带-转发”传输模型的的基础上,提出一种基于转交效用的多副本传输方法.该方法根据节点历史相遇的时间和空间信息计算节点的递交概率预测值,并将其应用到散发策略和转发递交策略中,使节点在选择下一跳节点时能够预先判断其到达目的节点的效率,从而选择一条最优路径,提高了副本投递的能力.仿真结果表明,该路由算法具有较高的报文成功递交率、较低的平均网络延时,以及较低的网络开销,适合于通信不稳定的机会网络.     

基于模糊逻辑的VANET安全消息路由方法

现有车载自组织网络(VANET)安全消息路由方法通常给度量因素设置固定权重,导致在动态车载网络环境中性能不佳,为此本文提出一种基于模糊逻辑的VANET安全消息路由方法.首先,综合考虑当前转发车辆与邻居车辆之间的相对速度、邻居车辆与安全消息目的地的方向偏差以及邻居车辆通信范围内的车辆密度等因素,利用模糊逻辑系统对所有候选...     

一个适用于车载自组织网络的安全高效的聚合签名方案

车载自组织网络是智能交通系统的基础,是实现车联网的关键技术.聚合签名技术可以在大大节省传输带宽和计算资源的前提下为多个用户提供消息认证,所以很适合用于车载自组织网中进行消息聚合和批量签名验证.首先给出了基于身份的聚合签名方案的定义和敌手模型,接着构造了一个高效的基于身份的聚合签名方案,该方案具有固定长度和固定双线性对运算量,在Computational Diffie-Hellman困难假设下证明了该方案是存在性不可伪造的.最后分析比较了方案的执行效率,指出它能以更低的计算与通信成本为车辆节点发送的信息提供安全认证.     

VANETs中基于分簇算法的广播协议

针对现有车载自组织网络(vehicle ad hoc networks,VANETs)中广播消息不能及时传输的问题,提出了基于分簇算法的广播协议,并提出了一种基于多权值的分簇算法.该算法综合考虑了车辆节点度数、链路剩余时间和信道的信噪比等因素.在该分簇算法的基础上,基于车辆消息的紧急程度,对现有802.11p协议中的退避算法进行改进.仿真结果表明,基于此分簇算法的广播协议,能够有效地减小广播消息的传输时延,增大广播消息的吞吐量和时隙利用率.     

车载控制器局域网络安全协议

针对汽车智能化、网联化快速发展,攻击者通过逐渐开放的接口向汽车发动攻击,严重威胁驾驶者的人身和财产安全,进而引发的车载信息安全问题,提出了一种车载控制器局域网络安全协议(SPOCAN)。SPOCAN包含2个模块,启动阶段的安全模块采用公钥体系认证机制,在车辆点火启动的过程中进行初始化认证,保证了待通信节点身份的真实性;通信阶段的安全模块采用对称加密算法及信息摘要算法,在车辆正常运行时保障了节点间通信的安全,保证了数据机密性、消息正确性和数据完整性,并通过递增的序列号实现了防重放保护。通过搭建控制器局域网络车载控制系统的硬件平台对所提出的安全协议进行评估,实验结果表明,该协议能够从汽车点火启动阶段到运行通信阶段有效地为车载控制器局域网络提供安全保障,提高了网络的信息安全级别。     

VANET中基于动态传输范围的可靠性路由协议

在车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Networks,VANET)中,车辆密度不断变化而传输范围固定不变导致了网络中连通性差,误比特率高的问题.车辆的移动性会降低通信过程中链路的稳定性,影响通信效率.提出一种基于动态传输范围的可靠性路由协议(Reliability Routing Protocol based on Dynamic Transmission Range,RRDR),根据道路上局部车辆密度调节传输范围的大小,保证网络的连通性,降低数据传输延迟.并且提出了适应城市环境的通信链路可靠性模型,可以提高路由过程中的数据投递率.仿真结果表明,RRDR协议在城市环境中表现出良好的性能,提高了网络的连通性和稳定性.     

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.     

基于方向矢量角簇群和桥节点的车间通信协议

在车载自组织网(vehicular ad hoc networks,VANET)中,高动态的拓扑结构和频繁断裂的链路给车间通信提出挑战。为此,针对VANET城市场景,提出基于方向矢量角簇群和桥节点的路由(vector-angle-cluster and bridge nodes-based routing,VAC-BNR)协议。VAC-BNR协议将城市道路划分为十字路口区域和十字路口间的直线路段区域。在十字路口区域内,选择合适的车辆作为桥节点;并由桥节点连通断裂的链路。而在直线路段区域,利用矢量角将车辆划分不同的簇群,然后计算每个簇群内节点的效用值;并选择效用值最高的车辆传输数据。仿真结果表明,提出的VAC-BNR协议能够有效地降低端到端传输时延、提高数据包传递率。与AMD相比,VAC-BNR协议的平均端到端传输时延下降了约30%,当车流密度大于80辆/km~2时,数据包传递率提高了约50%。     

一种基于TDD的无线mesh网络随机自学习调度算法

基于时分多址(TDD)的无线mesh网络是实现无线多跳网络和宽带无线接入的一种关键技术.为用户提供一种可以保障稳定通信的有效的分布式算法是影响基于TDD的无线mesh网络性能的关键因素.本文针对TDD的无线mesh网络提出一种随机自学习分布式调度算法,这种算法是一种基于信息学习的随机选择算法.在网络中,任一节点都要根据其邻居节点控制消息中所携带的数据,学习邻居节点的调度信息,从而判断可用时隙.若上次信息传输成功,则节点仍然沿用上次的传输时隙;反之,节点在可用时隙中随机选择一个时隙发送控制消息.仿真结果表明,与IEEE802.16标准中定义的算法相比,提出的随机自学习分布式调度算法能实现更高的吞吐量.     

一种基于分簇的机会网络路由算法

针对机会网络中节点相遇但传输信息失败而带来的资源浪费问题,提出一种基于节点分簇的数据传输算法COND.根据节点自身和节点间的特性,设计了以节点间成功传输信息的次数为分簇指标对节点进行分簇的方法,同时根据中继节点和目标节点的关系转发消息,从而高效地将消息投递到目的节点,并提高了节点间传输信息的成功率.仿真结果验证了通过上述节点分簇算法和信息转发方式,COND能够提高消息投递成功率和降低网络的资源消耗.     

VANET中基于时空的动态优先级调度策略

在车载自组网中,道路安全相关应用地位日益突出.根据安全消息的紧迫程度对其优先级进行划分.提出了基于时空的动态优先级调度策略,通过建立时空相关函数表示不同优先级大小,优先级随着消息分发的时间和距离的增长而减小.同时,将紧急报警消息的传输限制在一定的时间域和空间域.通过仿真实验,结果证明基于时空的动态优先级调度策略可有效地提升网络性能:与采用固定优先级最大延迟门限的方法相比,当节点密度高时该算法可以很好地减少网络负载；当节点密度低时可以更好地扩大传输范围.     

基于边缘计算的车联网中数据回传新方法

针对车联网中数据回传时,由于车辆的移动特性以及路边单元和车辆有限的通信范围,车辆在计算任务完成前已经驶离RSU通信范围而面临的回传选择问题,提出基于V2 I直传和V2 V辅助传输的新方法.首先,通过对车辆的移动、回传数据量、最大传输时延以及链路有效寿命进行估算,判断使用何种传输策略.其次,在设计辅助传输策略时综合考虑车辆的速度、方向、位置等因素,并将这些因素用稳效值来衡量.在构建回传链路时采取贪婪选择方式,选择稳效值最大的邻居节点作为中继节点.实验表明,本文提出的回传策略相比其他算法在传输时延和包交付率方面有更好的效果.     

基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法

针对无线传感器网络节能分簇路由通信时存在数据传输节点死亡数量较多、传输能耗输出较大的问题,提出一种基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法.首先构建网络通信能耗模型,以缩减能耗为目标结合差分蜂群算法及时优化网络节点分布;然后基于网络节点分布优化结果,制定异构无线传感器网络节能分簇方法,使用能量迭代选簇方法确定簇头,获取簇头半径完成异构无线传感器网络的通信节点节能分簇;最后设定通信簇头节点与基站之间的距离,确定节点通信时的路由等级,并结合多跳的路由通信方式,实现异构无线传感器网络的节能路由通信.实验结果表明,利用该方法进行网络节能分簇路由通信时,数据传输节点死亡数量最多为22个,节点传输最大能耗为21 nJ/bit,表明该方法节点通信节能效果较好.     

基于聚类分组的P2P网络信任模型

由于P2P网络的匿名性与节点自由进出P2P网络的特点,给网络带来了一系列的安全问题。为了解决P2P网络中的信任问题．本文提出了一种基于聚类分组的信任模型。首先给出了信任度的定义;然后依据兴趣分组计算节点的信任值和小组的信任值;最后提出了基于聚类分组的信任模型的实现方式。     

无线Mesh网中基于推荐信任的身份认证方案

为了提高无线Mesh网络的安全性,提出基于推荐信任的身份认证方案.当目标节点要求加入网络时,源节点发出推荐请求,响应请求的推荐节点用推荐信任值评价目标节点的可信度.该方案将各推荐节点的推荐信任向量加权综合后量化,源节点可根据信任等级直观有效地判断一节点的可靠性,由此避免非可靠节点的加入,提高了网络的安全性.