基于角色层级化的无线传感网安全路由机制研究

发布时间：2020-10-16 08:07

　　 随着通信、网络与新一代信息处理技术的飞速发展,数字化智慧型社会正在兴起,融合多种信息技术并具有广阔应用前景的无线传感网成为了研究热点,同时其安全性正在成为普遍关注的焦点,无线传感网的路由安全问题是亟待解决的关键问题之一。本文提出一种基于节点角色层级化的无线传感网安全路由机制,以解决网络中节点功能划分和能量消耗不平衡、网络拓扑动态调整频率高、路由不安全等问题。在构建层级化网络模型时,将网络中的节点基于功能角色定位划分为汇聚节点、安监节点、簇首节点以及普通节点四个层级,建立起基于汇聚节点与安监节点的综合信誉评估方法;利用Voronoi图对网络进行分簇,融合Dijkstra算法和节点信誉评估方法优化建立全网安全路由。在综合信誉评估方法的实现中,依托构建的角色层级化的无线传感网模型,簇首节点收集普通节点数据,融合并发送给汇聚节点,并将普通节点数据和融合数据发送给邻近安监节点;安监节点对普通节点和簇首节点进行信誉评估,维护信誉集,并将结果发送给汇聚节点,向汇聚节点报告异常情况;汇聚节点收集簇首节点感知数据和安监节点信誉报告、异常报告,核实报告真实性,处理异常行为节点、维护网络拓扑,同时汇聚节点会保留节点异常记录,通过随机抽查机制对处于不同信任区间的节点进行不同权重的周期考察。本文在NS2仿真平台下,分别从簇维护参数、网络节点布局、网络生命周期、节点信誉值变化和恶意节点识别率等方面进行了测试与比较。仿真测试结果表明,本文所构建的安全机制有助于提升无线传感网的路由安全,对网络中节点恶意行为的识别率达到95%,且网络寿命较LEACH-C协议可延长约24.9%。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212.9;TN929.5
【部分图文】：

大学硕士学位论文 第 5 章 实验仿真与能耗表现，；网络中单个节点的初始能量为 2J，网络总能量为 400J得出受到攻击的 LEACH-C 平均能耗为 0.82J/s，本文机制的平均能由此可见，本文机制在提高安全性的同时，降低了网络的能量消耗

网络能量消耗对比

大学硕士学位论文 第 5 章 实验仿真与接对安监节点进行惩罚。如图所示，安监节点在 360s 时出现异常通聚节点对其做出惩罚，基于惩罚机制其信誉值降低至 0.29 左右被剔汇聚节点做出决策更换当前安监节点。在此次惩罚中其信誉值大于最低信誉阈值，则汇聚节点会将该节点，由汇聚节点保留该节点异常记录，根据信任区间对节点进行考察再次被检测到异常则通过惩罚机制将其剔除网络。
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本文编号：2842995