无线传感器网络中基于信任机制的安全路由研究

发布时间：2020-08-01 19:52

【摘要】：随着人工智能和大数据的不断发展,通信领域将逐渐实现万物互联。由众多低廉低功耗的传感器组成的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)也同样得到足够的重视和发展。然而,WSNs常部署在开放环境中,容易受到外界的各种攻击,因此网络安全显得非常重要。传统的加密认证防御体系无法解决节点被捕获的内部攻击,无线传感器网络信任机制因具有轻量级和较强防御内部攻击的能力而成为研究热点。路由协议是保障WSNs正常通信的基础,其中分簇路由协议具有可扩展性、能耗较低而得到广泛应用。本文将设计一种WSNs信任模型,在此基础上提出一种兼顾安全和网络能耗的分簇路由协议。具体研究内容如下:1.针对WSNs信任模型中信任因素较单一的问题,提出一种防御信任攻击的无线传感器网络多因素信任评估模型。首先,从数据安全性的角度选取4个信任因素,采用变权模糊综合评判模型处理后得到直接信任值。针对开关攻击的特点,定义波动因子,更新直接信任值。之后,间接信任过程中的坏嘴攻击和合谋攻击会提供不真实的信任值,采用模糊贴进度理论,对偏离中心较大的节点进行过滤。再依据偏离度设计权重分配方案,融合后得到间接信任值。最后,整合节点的历史信任值与当前综合信任值得到最终信任值。通过Matlab仿真验证所提信任模型得到的信任值更准确,满足信任的基本要求以及可以更好地抵御信任模型的攻击。2.针对WSNs内部数据安全和整体能耗的问题,提出一种基于节点信任的安全非均匀分簇路由协议(SUCR-T)。将研究内容一的决策信任值引入簇头选举、节点入簇和簇间路由阶段。候选簇头节点采用模糊逻辑系统根据自身条件调整簇半径。普通节点依据候选簇头节点的信任值进行安全簇头初选,再按照候选簇头节点的信任因子、密度因子和距离因子设计成簇因子,根据成簇因子选择簇头节点,同时簇头节点也会排除低信任值的节点的入簇请求。在簇间路由阶段,从节点安全、节点能耗和均衡负载能耗出发设计中继因子,簇头节点会根据中继因子选择下一跳的簇头节点来转发数据,同时,下一跳节点也会拒绝信任值较低的簇头节点的转发请求。通过仿真验证,本协议能够保证数据安全传输,延长网络寿命。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212.9;TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2777922