基于网格的无线传感器网络虫洞攻击抵御策略

虫洞攻击破坏路由操作、影响节点定位,对整个无线传感器网络(WSNs)的安全性造成极大的威胁.针对这种情况,提出了基于网格的虫洞攻击抵御策略(DEAD).通过附加的网格属性,借助特定网格内节点的信息交换来检测网络中的虫洞攻击,包括具有伪造篡改能力的特殊虫洞攻击,从而大大减少了虫洞攻击造成的危害.仿真实验表明,该策略能够在网络受到攻击时,有效地检测出恶意节点.     

基于逻辑拓扑的虫孔攻击检测

虫孔攻击(wormhole attack)是一种主要针对无线传感器网络的重大安全威胁,通常难以检测和预防.分析了虫孔攻击对于网络节点邻居数目的影响,提出了一种基于网络逻辑拓扑的攻击检测方法.在假设实现了某种邻居节点发现过程的前提下,首先对网络节点进行邻居数目判断和连通性检测,筛选出可能的受攻击节点集合;随后根据攻击特征对候选节点集合进行分析判断,从而确定是否存在虫孔攻击.与现有检测算法相比,该方法能进一步区分位于隧道两端的受攻击节点集合,从而降低相应的安全风险.初步分析表明,虽然可能受节点密度、攻击半径、攻击位置以及其他随机因素的影响,但通过必要的修正措施仍然可以得到较为可信的检测结果.该方法无时间同步和节点定位要求,算法复杂度大致为O(n).     

无线传感器网络自适应拥塞控制的路由算法分析

无线传感器网络中节点的覆盖范围有限,因而采用多跳路由传输方式.无线自组网中的多跳路由是由普通节点协作完成的,选择不同的转发节点,会对网络的信息传输产生不同的影响.对不同路由(洪泛路由、最短路径等)算法下的网络自适应拥塞控制进行了分析,研究了不同路由算法下的网络性能和拥塞控制效果.根据节点跳数与缓存占用的关系,提出一种基于节点跳数和缓存占用的性能函数的改进最短路径算法,算法选取使性能函数值最小的节点作为转发节点.最后,通过实验比较了最短路径算法与改进路由算法的网络性能,发现改进路由算法相比最短路径算法,具有较好的网络性能和服务质量.     

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.     

一种区间型联系数的WSN路由选择算法

通过区间型联系数建立决策模型是解决多属性决策问题,具有方法简单、计算量小的特点,非常契合无线传感器网络资源受限的特点。针对无线传感器网络中路由能量消耗不平衡,提出一种基于区间型联系数的无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)路由选择方法,对节点剩余能量、可靠性、方向、邻居节点个数等多属性进行综合评价,利用相对贴近度进行排序选择转发节点,并在属性决策中利用熵权法对多评价目标因子赋权,以避免属性权重选取时的主观性,最终形成路由路径。仿真结果验证了该算法在平衡网络能耗、延长网络生存时间等方面表现出良好的性能     

一种用于ad-hoc网络路由协议虫洞攻击的检测机制

针对发生在ad-hoc网络上的路由虫洞攻击,设计了一种高效的检测方法.该方法首先尝试定位可能处于一个虫洞隧道中的可疑链路.然后在虫洞的两个端点之间交换加密的侦测分组来实施检测机制.该机制不需要任何的时间同步方法或节点位置信息,也不需要任何复杂的计算或特定的硬件支持,只使用简单的四次握手消息交换的方式来检测虫洞隧道.几种场景的测试结果表现出很高的检测率和检测精度.     

无线传感器网络中一种基于簇结构的虫洞检测协议

提出一种新的适用于无线传感器网络的虫洞检测协议CBWDP (cluster based wormholedetection protocol).该协议在簇结构和新的通信策略基础上,能够采用简单的手段检测出内部虫洞节点并对其实现有效的隔离.同时该协议无需强的外在假设条件,具有易于部署的特性.仿真结果表明,CBWDP协议能够在不降低网络性能的同时有效检测和抵御虫洞攻击,从而保证了无线传感器网络环境的安全性.     

基于Anycast的无线传感器网络多基站路由算法

提出了一种基于多基站的无线传感器网络Anycast路由算法,算法为网络中每个基站都建立一棵自己的Anycast树,网络中所有节点选择路径开销最小的邻居节点加入到对应基站的Anycast树中.该Anycast多基站路由算法可以根据不同的网络时延需求设置不同的权重参数来选择最优的路径,以达到实现不同时延要求无线传感器网络的应用.所有源节点采集的数据根据其加入的Anycast树的树状结构进行数据传输并送达基站.仿真实验表明:提出的Anycast路由算法在多基站的无线传感器网络中可以有效降低网络能耗和明显延长网络生命周期,较好地解决多基站的无线传感器网络架构通信模式问题.     

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。     

基于抗局部攻击的无线传感器网络定位方法

为了解决无线传感器网络定位过程中的常见安全问题,提出了一种抗攻击的定位方法.该方法通过高效的认证机制和检测机制帮助待定位节点验证信标节点的合法性及检测定位信息的可靠性,筛选出值得信赖的定位信息用于节点的定位计算,能够有效抵御定位过程中的女巫攻击和虫洞攻击.实验结果验证了该方法能够在存在安全威胁的网络环境下,有效提高无线传感器节点的定位精度.     

防边界收缩的无线传感器网络节点轻量级调度算法

针对高密度部署的无线传感器网络边界节点邻居数量低于内部节点而导致休眠概率不均等进而边界收缩的问题,提出了一种轻量级调度算法.根据邻居表中节点的数量以及邻居节点的工作邻居数量判定节点是否处于网络边界,对于边界节点和内部节点采用不同的调度策略,并分别计算得出处于网络边界的节点被n个邻居完全覆盖的概率和边界节点被n个邻居覆盖的面积分数的范围.仿真结果表明,该算法能够有效缓解边界收缩问题,延长网络生命周期.     

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...     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

无线传感网络多节点通信链路质量检测算法

为提升无线传感网络的扩展性和通信性能,研究无线传感网络多节点通信链路质量检测算法。基于稳定路由协议设计了无线传感网络多节点通信链路质量检测算法,利用通信节点分析报文确认邻居节点间距,通过非参数局部线性核平滑方法依据邻居节点间距建立信号获取平滑后的信号接收强度。判断无线传感网络中的节点是否来自上游节点分组的平滑后信号接收强度后,采取滑动窗口局部多项式拟合方法建立链路质量检测模型,通过链路质量检测结果判断无线传感网络中该链路中通信节点移动状态,通过通信节点移动状态判断链路质量。实验结果表明,采用该算法可准确检测无线传感网络多节点通信链路质量,且在节点数量增加时检测效果依然良好,具有较好的扩展性。     

无线传感器网络节点命名算法的研究

针对无线传感器网络节点的命名问题,在分析出现同名现象的数学原理基础上,提出一种以概率理论为基础的命名算法.得出任意两个节点名字相同概率在极小的条件下,网络节点数和名字空间大小两者间的函数关系.并在此基础上,给出当两个无线传感器网络合并时,是否需要对新网络的节点进行重新命名的判别公式.算法的实现满足分布性和高效节能的要求.仿真试验表明,该算法是行之有效的.     

用于无线传感器网络的节能路由模型与仿真

针对多跳无线传感器网络中传感器节点能耗不均衡的问题,本文提出了一种节能路由模型EER,并对模型进行了分析与仿真.EER在网络中动态划分节点簇,动态建立簇头节点到sink点的多跳路由,通过非线性算法控制节点簇的尺寸,采用局部信息汇聚与汇聚信息多跳传递相结合的方式向sink点传递数据,从而达到平衡节点能耗的目的.仿真结果表明,EER在建立无线传感器网络节点到sink点的节能路由、平衡无线传感器网络节点的能耗和延长整个网络生命期等方面,都有较好的性能.与LEACH相比,节点数量下降10%的时间延长了0.9倍.     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

改进LEACH的传感器网络分簇路由算法

针对当前无线传感器网络分簇路由算法存在的节点能耗不平均、 节点过早死亡等缺陷, 提出一种改进低功耗自适应分簇(LEACH)的无线传感器网络路由算法. 首先针对无线传感器节点过早死亡的问题, 引入簇半径动态确定方式, 将整个无线传感器网络划分为多个不均匀的簇; 然后考虑簇首能量消耗过快的问题, 结合簇首所在位置和节点剩余能量选择每轮中的簇首; 最后改进数据传输机制保证节点能量消耗均衡, 并在MATLAB 2014平台上对无线传感器网络分簇路由算法的性能进行测试. 测试结果表明, 改进LEACH算法较好地解决了节点过早死亡的难题, 延长了无线传感器网络的寿命, 平衡了各节点能量消耗, 整个无线传感器网络的性能显著优于其他对比算法.