基于分簇的物联网信任模型研究

发布时间：2017-10-13 12:38

  本文关键词：基于分簇的物联网信任模型研究

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【摘要】：随着互联网及传感技术的发展,研究者所关注的不再只是人与人之间的信息交换,越来越多的是客观世界物与物的信息交换,由此催生出了一种新的网络——物联网。物联网作为互联网的延伸和拓展,结合各种传感技术、通讯手段,将物体与互联网连接成一体,应用到现实生活的方方面面,包括食品溯源、智慧医疗、平安家居等,掀起了世界信息产业发展的又一次浪潮。在物联网技术深入推广和应用的同时,安全隐患也随之上升。作为一种异构的多网融合网络,物联网存在网络节点计算能力高低不一、自身能量有限等特点,使得信息易被泄露。同时终端节点数目巨大,且覆盖范围较广、部署环境复杂多变,也容易造成数据在传输过程中的拥塞,导致拒绝服务问题的产生。因此,如何有效地保障物联网安全已经成为新一轮的热点研究。目前,针对物联网安全的研究大多采用加密、认证等复杂方法,没有考虑节点异构、多网融合的特点,并且物联网终端节点的数量规模之大也是前所未有的。本文通过对物联网特征及其安全架构的研究,针对物联网的感知层和网络层进行信任建模,提出了一种基于分簇的物联网信任模型,主要做了以下工作:(1)分析了物联网拓扑结构,结合现有的一些分簇算法,将高智能节点和低能节点加以区分,避免网络资源和能量的浪费。以节点地理位置信息进行分簇,首轮簇头选举依据节点的计算能力、剩余能量以及节点在网络中的拓扑连接度,选出簇内最优节点为簇头,簇头的更新阶段加入了信任机制。分簇结构在提高网络安全性的同时,能合理分配网络资源,使用高智能节点作为簇头负责安全信息的收集和转发,提高了网络稳定性和寿命。(2)在分簇的基础上,提出基于网络拓扑和节点历史行为相结合的节点信任模型。将网络中的信任分为簇内信任和簇间信任,并对簇内信任进行了细化,针对不同的节点类型,运用不同的信任评估方法,构建出基于物联网感知层的信任模型,保障物联网中节点的安全性和可靠性。(3)物联网是一个多网融合的网络,本文首先使用模糊数学的方法,计算了接入网的信任值,评估了接入网的抗攻击能力;其次,根据分簇信任值的计算方法计算了路由线路信任值,并从信道利用率和能量消耗两方面进行了评估。最后,利用TOPSIS方法,对候选接入网和路由线路进行排序,在多维因素的综合影响下,选出基于信任的接入网和路由线路,保障数据传输的安全性和可靠性。(4)本文利用仿真软件分别对分簇算法、节点信任模型,以及网络层基于信任的接入网和路由决策模型进行了实验,并对结果进行了总结和分析,验证了它们在异构的物联网中的合理性和有效性。最后,对文章进行了总结,简要分析了下一步的研究方向。
【关键词】：物联网 分簇 信任值计算 接入网 路由信任
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-13
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 论文主要研究内容11-12
• 1.4 论文结构安排12-13
• 2 物联网安全13-20
• 2.1 物联网概述13-17
• 2.1.1 物联网概念和特征13
• 2.1.2 物联网层次架构13-14
• 2.1.3 物联网关键技术分析14-16
• 2.1.4 物联网应用和挑战16-17
• 2.2 物联网安全17-19
• 2.2.1 安全体系架构17-18
• 2.2.2 安全现状18
• 2.2.3 信任模型的缺失18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 信任模型相关研究20-27
• 3.1 信任概述20-22
• 3.1.1 信任的定义20-21
• 3.1.2 信任的属性21
• 3.1.3 信任值的表示方法21-22
• 3.2 信任模型22-26
• 3.2.1 信任模型概述22-23
• 3.2.2 典型信任模型分析23-25
• 3.2.3 物联网信任模型的特点25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 4 基于分簇的节点信任模型27-42
• 4.1 物联网分簇结构的优势27
• 4.2 现有分簇算法的分析比较27-28
• 4.3 物联网分簇算法28-32
• 4.3.1 簇区域的划分28-29
• 4.3.2 簇头的选举算法29-31
• 4.3.3 簇的更新与维护31-32
• 4.4 簇内信任32-37
• 4.4.1 信任的初始化32-33
• 4.4.2 成员节点间的信任值计算33-34
• 4.4.3 成员节点对簇头的信任值计算34-35
• 4.4.4 簇头对簇内成员节点的信任值计算35-36
• 4.4.5 簇头的综合信任值计算36-37
• 4.5 簇间信任37-38
• 4.6 仿真及结果分析38-41
• 4.6.1 分簇性能实验38-39
• 4.6.2 信任模型性能实验39-41
• 4.7 本章小结41-42
• 5 接入网和路由信任选择模型42-50
• 5.1 接入网和路由线路评估42-44
• 5.1.1 基于抗攻击能力的可信接入网42-43
• 5.1.2 基于性能的信任路由43-44
• 5.2 选择决策模型44-46
• 5.3 仿真及结果分析46-49
• 5.3.1 接入网算法实验46-48
• 5.3.2 路由线路算法实验48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 总结50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-55
• 攻读学位期间发表的学术论文55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1024898