基于Q-Learning的无线传感器网络安全路由策略

发布时间：2021-09-19 16:29

　　无线传感器网络由于其自身的局限性,使得它容易遭受各种安全威胁。大部分研究工作只针对特定类型的攻击,且很多工作在提升无线传感器节点路由效率方面存在缺陷,这样就会导致提出方案的应用场景非常局限。除此之外,多数研究工作没有对无线传感器网络协议栈进行设计这对提升无线传感器节点路由效率也有一定影响。为了保证无线传感器网络在各种条件下安全高效的路由,本文改进QLearning策略提出了一种相对安全高效的路由方案。首先,对无线传感器网络协议栈进行研究,优化各层之间的关系并设计数据包格式。其次,对无线传感器网络中受到攻击后引起的各种结果特征进行分析,这些攻击结果特征分别是丢弃数据包、更改数据包以及干扰路由,无线传感器节点通过看门狗机制获取这些特征。同时,为了最大化无线传感器网络的能效,本文还综合考虑无线传感器节点能效因素,比如无线传感器节点剩余能量、距离基站节点的距离等。最后,通过改进的基于Q-Learning路由算法对无线传感器节点的信任值进行更新同时做路由选择操作。实验结果表明:1)本文提出的方法提供了一种更加安全的路由策略并且能够有效处理多种类型的攻击;2)本文提出的方法是轻量可靠的,相比其它现... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传感器网络协议栈结构

第2章无线传感器网中协议栈的设计量tempRePackets1与tempSePackets1之后，每个时间步内的数据包的投递率为PDRstep，同样使用标量函数recordScalar()记录数据值。最后进行仿真计算时，统计整体系统数据包投递率，整体系统的投递率可以表示为PDRsum，并在仿真结束时使用标量函数recordScalar()记录最后的状态值。表2-11记录每个时间步的信息1:recordScalar()2:Energyave=EnergsumNodesum3:PDRstep=tempRePackets1tempSePackets14:PDRsum=this→ReceivePacketNumberthis→sendPacketNumber2.2数据类型设计本研究设置传感器节点发送三种类型的数据，分别是数据症Ack确认帧以及状态郑其中数据帧用来传送感知数据，Ack帧用来确认消息是否已经收到，而状态帧用来传递传感节点的状态信息的。下面内容为本文对这三种类型的消息功能的研究进展的说明。2.2.1Ack帧的设计图2-230%设置目标节点Id图2-330%Ack帧的属性当一个节点收到另一个节点发送过来的状态帧或者数据帧时，它就会通过getTargetId()函数记录下来发送节点的身份tid，如图2-2所示。如果传感节点成功接收消息信息，就把将要发送的Ack帧放入等待发送的消息队列19

第2章无线传感器网中协议栈的设计量tempRePackets1与tempSePackets1之后，每个时间步内的数据包的投递率为PDRstep，同样使用标量函数recordScalar()记录数据值。最后进行仿真计算时，统计整体系统数据包投递率，整体系统的投递率可以表示为PDRsum，并在仿真结束时使用标量函数recordScalar()记录最后的状态值。表2-11记录每个时间步的信息1:recordScalar()2:Energyave=EnergsumNodesum3:PDRstep=tempRePackets1tempSePackets14:PDRsum=this→ReceivePacketNumberthis→sendPacketNumber2.2数据类型设计本研究设置传感器节点发送三种类型的数据，分别是数据症Ack确认帧以及状态郑其中数据帧用来传送感知数据，Ack帧用来确认消息是否已经收到，而状态帧用来传递传感节点的状态信息的。下面内容为本文对这三种类型的消息功能的研究进展的说明。2.2.1Ack帧的设计图2-230%设置目标节点Id图2-330%Ack帧的属性当一个节点收到另一个节点发送过来的状态帧或者数据帧时，它就会通过getTargetId()函数记录下来发送节点的身份tid，如图2-2所示。如果传感节点成功接收消息信息，就把将要发送的Ack帧放入等待发送的消息队列19

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于可信度的无线传感器网络安全路由算法[J]. 王潮,贾翔宇,林强.  通信学报. 2008(11)
[2]无线传感器网络安全技术综述[J]. 裴庆祺,沈玉龙,马建峰.  通信学报. 2007(08)



本文编号：3401949