WSN中基于伪正态分布的幻影路由隐私保护方案

为提高无线传感器网络中的源节点隐私保护安全性能,提出一种基于伪正态分布的幻影路由隐私保护（source-location privacy protection strategy through pseudo normal distribution-based phantom routing,PNDBPR）方案。该方案的实施过程为利用随机数机制计算幻影节点的随机有向游走跳数,通过该机制可以增加幻影节点的位置分布多样性与动态性,经概率转发路由机制将数据包从幻影节点转发至汇聚节点,目的是降低重合路径产生的可能性。从隐私保护性能和通信开销两方面对 PNDBPR 方案和基于源节点有限洪泛的源节点隐私保护（source location pri-vacy preservation protocol in wireless sensor network using source-based restricted flooding,PUSBRF）方案进行了理论对比分析,并在 MATLAB 仿真平台上对 PNDBPR 方案与 PUSBRF 方案做了仿真分析。理论和仿真分析表明,PNDBPR方案产生的幻影节点位置分布更广泛,传输路径更复杂,增加了安全时间,能明显提高源节点位置隐私保护的安全程度。     

基于幻影路由的增强型源位置隐私保护协议

针对目标监测型无线传感网中源节点位置隐私保护问题,提出一种基于幻影路由的增强型源位置隐私保护协议(enhanced protocol of source-location privacy preservation based on phantom routing,ESLBPR).该协议通过一种扇形区域划分方案以及扇形域中改进型幻影路由机制,较好地保护了源节点的位置隐私.该协议具有以下优势:面对较强攻击者,不会发生方向信息泄露;相邻时序产生的幻影节点间的距离及路由至相同幻影节点的可能性得到控制;产生数量众多,分布多样化的幻影节点;幻影节点与源节点的距离进一步增大.理论与仿真实验表明,与已有的源位置隐私保护协议相比,ESLBPR协议在能耗不显著增加的情况下,使得源位置隐私保护的安全性能大幅度提升.     

基于扇形区域的无线传感器网络位置隐私保护

传统的无线传感器网络位置隐私保护算法没有很好地实现安全性与网络能耗之间的均衡.为了解决这个问题,提出了一种基于扇形区域的随机中继节点路由算法,通过调整扇形区域的大小来控制路由路径的范围,并采用随机选取扇形子区域作为下一跳路由节点可选区域的机制来实现源节点的位置隐私保护.仿真实验结果表明,与幻影路由等其他路由算法相比,所提的路由算法可以在不影响数据投递率的前提下,有效地保护源节点的位置隐私,网络能耗较少.同时,该算法具有较好的灵活性,用户可根据实际需求设置高安全性或低能耗模式.     

WSNs中基于幻影单径路由的源位置隐私保护策略

在目标监测型无线传感器网络中,攻击者可以通过流量监听、节点妥协等方式逆向追踪数据源的位置。为抵御此类攻击者,提出了一种数据源位置隐私保护策略,利用基于单向哈希链的数据源匿名机制以及幻影单径路由协议,分别从数据内容和传输路由路径两方面保护了数据源的位置隐私。性能分析表明,与已有的幻影单径路由协议相比,该策略能实现源节点的匿名,并且在能量受限的情况下可以产生数量更多、位置更加多样的幻象节点,同时使这些幻象节点能够尽量远离数据源,能更好地提高源节点位置的隐私安全。     

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。     

基于随机游走的多分支端到端位置隐私保护方法

无线传感器网络由各种传感器组成,它们被部署在各种应用场景中并监控各种物体目标.然而,它也面临着诸多安全威胁,比如节点位置安全.为了解决这个问题,提出了一种基于随机游走的多分支端到端位置隐私保护方法.该方法通过设置多个代理源节点或代理基站来隐藏真实源节点或基站的位置.其中,真实源节点随机选择多个邻居作为接收器,直到数据包被发送到代理源节点.另外,代理源节点是随机选择的,这样可以使敌手很难获得真实源节点的准确位置信息.同时,基站周围设置了多个代理基站,通过代理基站转发数据包,改变路由策略来干扰敌手.通过分析和仿真实验,所提方法能够降低通讯消耗和传输延迟,并提高源节点和基站的安全.     

无线传感器网络中基于哈希函数的上下文隐私保护

在事件驱动的传感器网络中,为了阻止攻击者利用网络上下文的相关性推断出关键资产的位置隐私信息,该文基于哈希函数的节点匿名方法提出了1种迷宫环机制(MCA)。与洋葱路由(Tor)、心跳包路由和幻影路由相比,MCA是1种可以实现节点的身份匿名和保护位置隐私的安全路由协议。与幻影路由相比,MCA可降低延时和能耗达25%。     

基于门限路由的源节点位置隐私保护协议

近年来,随着无线传感器网络在军事和医疗等领域的应用越来越多,无线传感器网络的隐私保护研究受到了人们的广泛关注.本文提出了一种门限路由的源节点位置隐私保护协议(Threshold Routing for Source-Location Privacy Protection,TR),与已存在的源位置隐私保护协议不同,该协议可以提供更高效的隐私保护能力和有效地降低能量的消耗.应用NS2进行模拟仿真实验,结果表明与其他的隐私保护协议相比,门限路由协议在能耗和隐私保护方面具有更好的性能.     

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。     

基于距离门限的水声网络自适应路由协议

针对水声传感器网络长时延和高能耗的问题,提出了基于距离门限的自适应路由协议ARBDT (Adaptive Routing Protocol Based on Distance Threshold)。该协议采用单路径逐跳信息传输方式,节省了路由开销;同时根据网络密集程度自适应地调整距离门限,抑制了冗余节点的回应,降低了控制包冲突的概率,使发送节点能快速获取转发节点。仿真结果表明,与SBR（Sector Based Routing）协议相比,ARBDT协议能缩短时延,降低网络能耗,从而获得更好的性能。     

无线传感器网络中源位置隐私保护方法

随着物联网的迅猛发展,位置隐私被认为是传感器网络中一个重要的安全问题。传统的加密方法不能有效地防止攻击者通过逆向追踪的方式来找到监测物体的位置。针对这些问题并考虑到攻击者具有较强的可视能力,本文提出了一种基于区域和兄弟节点选择的位置隐私保护策略(PRABNS,phantom routing based on area and brother neighbor selecting)。该策略能够使幻影节点均匀分布在源节点周围,并通过对部分区域的选择来使相邻数据包间隔一定的角度,选择兄弟节点来增加源节点到基站路径的多样性。仿真结果表明,该策略能提供更好地隐私保护性,在不增加太多能耗的前提下延长了安全时间。     

基于匿名通信的在线匿名秘密交易协议

为了保护在线交易中购买方的隐私,提出了一种基于匿名通信的在线匿名秘密交易协议.供货方在公告板发布自己的商品信息,购买方利用基于随机转发的匿名通信模型发送订购信息给供货方.购买方利用混合加密算法将订购消息加密后,发送给网络中的随机选出的一个中转节点,该节点收到之后以概率P转发给随机选出的下一个中转节点,或者以概率1-P直接将消息发送给供货方.重复以上转发过程,直到消息最终到达供货方.供货方、中转节点和攻击者都不可能获取购买方的身份信息和位置信息.中转节点和攻击者都不能获取订购信息.该协议不依赖于特定的网络节点,因而能够有效地平衡网络负载,提高系统的稳定性和可靠性.试验结果表明该协议能够支持网络中多个购买方—供货方之间实现安全的、高效的在线匿名密码交易,而且具有较好的健壮性.     

基于混合策略的机会网络路由算法

针对机会网络中传统路由算法对转发节点的选择考虑不周,导致消息投递率较低和网络性能不高的问题,提出一种基于混合策略的路由算法BHS(routing algorithm for opportunistic network Based on Hybrid Strategy)。该算法根据转发节点的剩余缓存空间百分比、剩余能量状态、与目的节点相遇概率以及信任度4个因素,计算各个转发节点将消息成功投递到目的节点的混合策略值,通过综合转发策略来决定消息最佳的下一跳转发节点。仿真结果表明,与传染路由以及单方面考虑转发节点能量、缓存空间、概率和信任度的路由相比,BHS在消息投递率、平均延迟时间和平均缓存时间等方面比上述路由协议的性能更好。     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

移动Ad Hoc网络中机会路由转发策略的研究

针对移动无线自组织（Ad Hoc）网络中使用机会路由协议时,采用贪婪转发策略会引起“没有后续转发节点”这一现象,提出了一种新的应用于移动Ad Hoc网络的机会路由转发策略—考虑后续路径的转发策略。主要思想是在报文每跳传输之后进行下一跳转发节点选取时,不仅考虑各个候选节点本身距离目的节点的距离,还要考虑经过此节点的转发,当前数据报文能否成功到达目的节点。仿真结果表明,对比于采用贪婪转发策略的机会路由协议,考虑后续路径的转发策略能够有效地减小无后续转发节点的现象,提高数据传送成功率和网络吞吐率,具有较好的可靠性。     

一种基于非均匀分簇的能量感知路由协议

针对无线传感器网络多跳数据传送过程中,由于某些节点承受过多的转发任务而产生死亡的"热区"问题,提出了一种基于非均匀分簇的能量感知路由协议(Energy-Aware Routing based on Uneven Clustering EAR-UC).该协议通过控制不同位置候选簇首的竞争范围,使网络划分为不同尺寸的簇,越靠近基站簇的规模越小,同时还通过候选簇首的剩余能量调整其竞争范围,从而使得靠近基站的具有较多剩余能量的簇首能承担更多的转发任务.协议通过簇内混合路由机制,减少规模过大的簇的簇首能量消耗,簇间采用多跳路由机制,进一步减少簇首转发数据时的能量消耗,延长网络生命周期.仿真结果表明,EAR-UC能够有效地平衡簇首间能量差异、延长网络生存周期.     

一种面向移动物联网环境的动态路由新协议

针对车辆自组织网络(VANET)等移动物联网中网络拓扑变化频繁问题,我们提出了一种面向移动物联网环境的动态路由新协议.该协议将连通概率作为重要参数,其计算方法依据参数节点和它的最近节点的间距,间距的分布按照指数分布;协议中采用了贪婪机会转发(GOF)策略,GOF策略在包的递交率和平均跳数等方面有效提高了车辆网等移动物联网目标的性能.一系列的测试表明,与传统的路由协议相比,我们设计的协议在递交率、平均跳数以及端到端的延时等方面均表现出很好的效果.     

一种新型的半固定地理路由

针对地理位置路由协议中逐跳决策造成的时延以及路由局部化问题,提出了一种基于期望传输时间的半固定路由方法。该方法以虚拟邻居节点集的方式扩展节点传输半径,以映射的方式选择转发节点与虚拟邻居节点的路由,减少了路由选择时间,并以边界节点集的方式解决网络中的局部化问题。半固定路由表形成时,以期望传输时间作为衡量参数,有效的对链路进行了优选,为数据传输提供了更优的链路条件。该算法省略了中间节点的路由选择时间,减少了协议转换和尝试寻路造成的时间开销,使得网络的延迟状况得到了很大程度的改善。仿真结果表明,该算法可以有效应对路由局部化问题,降低时延,提升网络性能。     

无线多跳网中具有网络编码意识的机会路由协议

针对现有COPE协议消极编码的问题,提出一种具有网络编码意识的机会路由协议NCAOR。该协议兼取机会路由和网络编码的优势实现高效地报文投递。在每一跳转发时,节点均选取多个冗余邻居节点构成机会节点集协助数据发送。收到报文后,机会节点利用局部拓扑知识和侦听的邻居报文接收信息判断转发报文的网络编码机会,并通过综合路径距离和编码收益的效用函数评估报文转发效能,智能设置转发响应时间。仿真结果表明,该协议相对采用最短路径路由的COPE方案具有网络吞吐量大、能耗低和节点编码机会更多的优点。     

传感器网络汇聚数据包路由协议

针对移动目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求,提出了一种汇聚数据包路由协议,用于由目标区域到sink节点的汇聚数据包路由.协议采取基于sink节点的贪婪转发策略,通过减少通信跳数,减少了数据包从目标节点到sink节点的端到端传输时延;协议以节点能量和距离的综合函数作为转发代价,使其具有较高的能量效率;只要求节点维护自身状态信息,具有较好的可扩展性.仿真实验表明,协议能够满足目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求.