Sybil攻击防范算法研究

针对无线传感器网络Sybil攻击的安全性威胁问题,分析了其攻击原理和现有的防范算法.提出了一种分散式防范算法,分别采用测量一致性、测量与计算一致性2种方法对攻击节点进行检测.该算法改变了传统集中式防范算法的思路,并能滤除攻击生成的虚节点.仿真和实验结果表明,该算法对Sybil攻击有很强的针对性,能达到99％的虚节点滤除...     

基于社交关系的DHT网络Sybil攻击防御

Sybil攻击通过恶意伪造大量虚假身份,破坏对等网络(P2P)网络中正常节点的寻路过程,是分布式Hash表网络(distributed Hash table,DHT)中主要的安全威胁。该文利用社交网络中社交关系的高可信度以及伪造难度大等特点,设计了Social-DHT方法以缓解DHT网络中Sybil攻击的影响。该方法采用基于社交关系的随机游走策略以构建相对可信的路由表,继而可以有效抵御Sybil恶意节点的影响,实现安全、高效的寻路过程。此外对该方法建立模型,对路由表的可信性和寻路阶段的成功概率进行了理论分析。仿真实验表明:在有10 000条攻击边的情况下节点路由表中Sybil节点比例不超过3%,搜索成功率则能够达到99%,并且在搜索速度和带宽开销等方面优于已有的算法。     

对等云存储系统中抗Sybil攻击的准入控制机制

提出了一个对等云存储系统中基于身份密码的准入控制机制,包括4个协议,分别为不同实际场景中的用户安全高效地分配身份标识,并有效地抵抗Sybil攻击。在基本协议中,云服务器使用回叫的方式认证用户,再为合法用户基于其IP地址分配随机的身份标识并产生对应的公私钥对。扩展协议1使云服务器能够将工作代理给多个可信节点。另外两个协议针对使用网络地址转换的用户,对上述协议进行扩充,基于用户的IP地址和端口号来为其分配身份,并在分发私钥时加入密码难题,无需进行复杂的身份证书管理,具有高安全性;协议维持合理的计算时间,可限制恶意用户获取身份的速率,具备良好的可扩展性。     

基于RSSI无线传感网络的Sybil攻击检测技术研究

基于测距RSSI的定位原理,分析了Sybil攻击特点,提出了利用RSSI比率和设置门槛来检测Sybil攻击的安全定位技术。研究表明,由于RSSI的时间差异或者是由于传输率的非对称性引起的不可靠性,用RSSI从不同接收节点的比率值就可以解决这些问题。试验结果表明了本文提出的检测方法具有很好的安全性。     

异构无线传感器网络中基于AOA的女巫攻击检测方案

无线传感器网络中,女巫攻击节点通过伪造多重身份发动攻击,若不同的女巫身份使用不同的发射功率发送消息,导致该女巫攻击行为难以检测.针对该问题,本文提出一种异构网络环境下基于信号到达角度(angle of arrival, AOA)的女巫攻击检测方案.该方案中异构节点检测周边节点的到达角度信号,利用角度信息建立可疑女巫节点列表,通过相邻异构节点之间的信息交互,相互协作定位女巫攻击节点.针对异构节点稀疏的特殊情形,提出了单异构节点的增强检测机制,以检测女巫节点.理论分析与仿真实验表明,该方案能快速准确地识别恶意节点,降低了节点能耗,延长了网络的生存期.     

一种有效的无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络存储空间和带宽等局限性问题,提出了一种有效的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击.理论分析与仿真结果表明:当网络节点数为10～60时,节点存储密钥数只有2～12;节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放...     

无线传感器网络中节点移动场景下的密钥管理方法

为了探讨无线传感器网络中节点移动场景下的密钥管理方法,克服现有方案在移动节点重新加入网络方面的安全缺陷,提出了基于椭圆曲线数字签名算法的复合安全机制来验证移动场景下的节点身份,解决了其他密钥管理方案中存在的节点易受拒绝服务攻击和密钥易被敌人推算出等安全性问题.采用阶为160 bit的椭圆曲线,在带有XMTS300CB传...     

基于物联网的身份双向认证机制研究

在物联网中要保证信息来源的准确真实性,就需要严格确保网络中接入设备的合法性.提出了1种全新的身份双向认证机制,通过对传感器节点的ID身份信息和初始工作状态信息进行认证来判断该节点身份的合法性.同时在终端基站引入了传感器节点信息表定时更换机制,对传感器节点的ID信息和工作状态信息进行实时更新.在传感器节点认证过程中加入了自动告警机制,后台基站显示认证中告警类型.当身份认证失败,基站控制端发送命令启用备用传感器节点,保证了信息采集的顺利及时进行.实验结果显示,该方案能够有效提高安全性,同时缩短认证响应时间.     

无线传感器网络节点行为度量方案

随着电子信息技术的发展,无线传感器网络得到了日益广泛的应用,传统安全防护技术却无法直接应用于无线传感网中,传感器节点容易遭受到恶意攻击。该文提出了一种无线传感器网络的节点行为度量机制,对不同计算能力的节点采用不同的度量机制,具有实时度量和主动控制的特点。仿真实验表明,该方案充分考虑了无线传感器节点能耗问题,能够有效识别恶意节点,同时有更好的环境适应性,能够在部分节点遭到攻击时保障传感器网络顺畅运行。     

多点协作复制攻击检测研究

在实际应用中,许多无线传感器网络是一个多功能的异构网络,同时存在静态网络和移动网络,这对节点复制攻击检测是一个极大的挑战。利用静态网络和移动网络相互协作实施检测,提出一种协作式检测方案,实现了节点复制攻击的检测与防御。通过实验对方案中的静态网络检测的密钥对预分配方案(PTPP)和移动节点复制攻击检测的协作式检测方案(CCD)进行了验证。分析表明,该方案具有较好的安全性和可以接受的成本和开销,是一种实用的异构无线传感器网络的节点复制攻击检测方案。     

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.     

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.     

一种无线传感器网络中的虫洞攻击检测算法

分析了无线传感器网络中的虫洞攻击的特点,根据某些路径变短和某些节点的邻居数增加的特点,提出了一种无线传感器网络中虫洞攻击的检测算法.首先在边界部署一些源、目的节点对,然后利用路由发现过程来发现跳数异常少的可疑路由.通过检查邻居节点数来检测可疑路径上的每个节点,如果节点的邻居数增加,则该节点为被感染节点,网络中存在虫洞攻击.被感染节点被从网络中隔离,以避免更大的破坏.实验结果表明该算法具有较低的漏报率和较高的准确性.     

考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法设计

传统方法设计无线传感网络路由中,往往忽略了节点的能量消耗以及不同节点能耗的差异性,导致出现节点分布不均匀、路由平衡度较差、整体开销成本较大、能耗高等问题.为此,提出了考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法.构建节点能耗模型,建立无线传感网络梯度和传感器节点之间的信息素,结合蚁群算法求解整体能耗模型,实现无线传感网络...     

一种基于传感器的认知无线网络攻击检测和定位方法

针对认知无线网络(cognitive radio network,CRN)中模仿主用户攻击、多面攻击、恶意干扰等常见的安全问题,提出了一种基于传感器的CRN攻击检测和定位方法,它可同时检测多种方式的无线攻击,并对攻击者进行定位,为进一步惩戒其攻击行为做准备.该机制采用多个传感器联合检测接收信号强度(received signal strength,RSS),挖掘无线传输本身的空间去相关性,并且可有效处理CRN中可能的功率调整.基于通用软件无线电平台和频谱仪的实验结果均表明,该机制不仅能精确地同时检测电子欺骗、多面攻击和干扰攻击,而且能以较小误差锁定攻击者,其平均定位误差约为0.9m.     

A formal reputation system for trusting wireless sensor network

In this paper, a formal system is proposed based on beta reputation for the development of trustworthy wireless sensor networks (FRS-TWSN). Following this approach, key concepts related to reputation are formal described step by step for wireless sensor networks where sensor nodes maintain reputation for other sensors and use it to evaluate their trustworthiness. By proving some properties of beta reputation system, the beta distribution is founded to fit well to describe reputation system. Also, a case system is developed within this framework for reputation representation, updates and integration. Simulation results show this scheme not only can keep stable reputation but also can prevent the system from some attacks as bad mouthing and reputation cheating. Biography: XIAO Deqin(1970–), female, Associate professor, research direction: formal theory of information security.     

综合负载均衡与能量消耗的无线传感器网络分簇算法

针对目前无线传感器网络分簇算法的能耗不均衡、网络生命周期短等问题,设计一种综合负载均衡与能量消耗的无线传感器网络分簇算法.首先根据传感器节点与基站节点间的距离,将节点合理划分到相应的簇中;然后引入负载均衡因子,建立无线传感器网络的数据聚合路由,节约数据传输能量;最后采用MATLAB2014工具箱进行性能分析.结果表明,该算法的节点能量利用率较高,能保持传感器节点能量消耗的均衡,且网络生存时间较长.     

基于新型树状结构的无线传感器网络桥梁结构健康监测系统研究

常规的无线传感器网络通过支持任意两点之间的通信,实现相距多跳的节点之间通信,然而在节点密集布设情况下,任意两点之间的通信会导致数据重叠,进而造成有限带宽资源的浪费.基于新型树状结构的无线传感器网络利用业务的方向性特点,在桥梁结构健康监测系统中,把节点构造成以传感器节点-汇集节点-基站节点的深度为二的树,数据按照业务方向进行传输,可以有效减少资源浪费,提高通信效率.文章对传感器节点在桥梁结构健康监测系统中的定位问题进行了研究并给出了解决方案,提出通过两种休眠调度方法来减少节点及网络的能量消耗;通过对汇集节点的数据聚合模型的研究,给出分布式数据处理能有效减少数据通信量的结论;通过对基站节点的网络协议转换的研究,来实现大规模无线传感器网络的组网与应用.最后对.NET构架和开发语言的特点进行了说明.     

传感器定位节点的应用设计与实施

将定位功能融入到节点中,设计并实施了一种具有定位功能的传感器网络节点.该节点具有内置定位引擎,通过获取节点间的接收信号强度,转换成相应的距离信息.当获取3个以上已知节点坐标后,采用极大似然估计法给节点定位.实验结果表明,该节点定位精度3 m,可以满足一般传感器网络应用的需要.