无线传感器网络中能效均衡的信任机制研究

发布时间：2020-08-14 06:07

【摘要】：近年来,随着传感器技术的发展,使得在复杂环境中大规模部署网络,进行实时数据采集处理成为可能。但与此同时,由于无线传感器网络常部署在开放式环境当中,容易受到来自外界的各种攻击,因此网络安全问题显得非常重要。信任机制在解决网络内部攻击、提高节点之间协作上效果显著,已成为继密钥机制、入侵检测机制后无线传感器网络安全防护的重要组成部分,引起了众多学者的关注。然而,现有无线传感器网络信任机制研究较少考虑信任机制本身的能效均衡问题。能指的是能耗,即信任数据采集过程中会耗费较多能量;效指安全稳定,一方面是信任评估的准确性,另一方面是信任决策对网络安全稳定带来的影响。针对上述问题,论文从信任评估与能耗、信任决策与网络稳定两个方面展开了相关研究。1.针对信任机制中存在能耗开销较大的问题,本文提出了一种能效均衡信任评估机制。首先对信任评估的特征行进行归纳,设计一种轻量级信任计算模型。然后对信任评估机制能耗问题进行分析,将问题的焦点确定在信任数据的获取上,并且将获取过程一分为二,分别对应的是间接信任更新与推荐信任回复。对于间接信任更新,采用信号博弈模型将其转化为信任评估与节点能耗最优化问题。对于推荐信任回复,通过囚徒困境模型将其转化为局部网络安全与能耗最优化问题。最后根据纳什均衡理论求得信任数据动态获取最优策略。通过仿真实验验证了该机制可以有效降低信任评估的能效开销,并通过提高信任阈值的方法达到兼顾安全与节能的目的。2.在上一点研究基础上,针对信任机制设计中较少考虑信任决策对于网络安全稳定的影响,提出一种基于演化博弈论的信任决策演化模型。通过引入演化博弈复制子动态方程,对信任决策与网络演化稳定之间的关系进行数学建模,并且加入网络可靠性因素参与博弈,目的在于考察信任机制在不同网络环境中的鲁棒性。采取数学证明的方式得出信任决策与网络演化稳定的相关命题,并讨论了网络可靠性因素和信任阈值对于网络安全稳定的影响。最终通过仿真实验验证模型的合理性。为以后的能效均衡信任机制中,信任阈值的动态设定提供相应理论基础。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5;TP212.9

【参考文献】