無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于TRUST安全機(jī)制的研究.pdf

1、安全是任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都關(guān)心的問(wèn)題；對(duì)于缺少基礎(chǔ)設(shè)施的資源約束型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),安全顯得尤為重要。長(zhǎng)期以來(lái),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的研究是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的研究熱點(diǎn)之一。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)區(qū)別于MANETs和P2P網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特特征,使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭受到一系列獨(dú)特的攻擊,這些獨(dú)特的攻擊一般被稱之為“內(nèi)部攻擊”。雖然已經(jīng)提出了很多用于加強(qiáng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的安全協(xié)議,但是它們多數(shù)都是基于加密認(rèn)證的傳統(tǒng)安全方法。這些基于加密認(rèn)

2、證的安全機(jī)制研究為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了一些用于防御“外部攻擊”的方法,并且它們能夠達(dá)到對(duì)外部攻擊的防范；但是,對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)中出現(xiàn)的一些特殊的“內(nèi)部攻擊”問(wèn)題,這些傳統(tǒng)的安全方法顯得毫無(wú)效果。它們不能防御來(lái)自惡意節(jié)點(diǎn)、被攻破的節(jié)點(diǎn)和“弱勢(shì)節(jié)點(diǎn)”(aged node)等經(jīng)密碼安全系統(tǒng)認(rèn)證的內(nèi)部傳感器節(jié)點(diǎn)的“內(nèi)部攻擊”。
　　 在對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的“內(nèi)部攻擊”的安全防御方面,Trust安全機(jī)制起到了非常重要的作用；目前有關(guān)無(wú)線

3、傳感器網(wǎng)絡(luò)中的Trust安全機(jī)制的研究已經(jīng)受到眾多研究者的關(guān)注,但目前仍來(lái)還處于初期研究階段。雖然在P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,基于Trust安全機(jī)制的安全管理系統(tǒng)的研究取得了豐碩的科研成果,然而由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身所具有的獨(dú)特性,使得現(xiàn)有的一些Trust安全系統(tǒng)并不能完全在傳感器網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮作用甚至完全不起效。隨著近些年來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開(kāi)發(fā),傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信譽(yù)、信任系統(tǒng)受到越來(lái)越多的研究者的重視。
　　

4、 在本篇論文中,在對(duì)一些現(xiàn)有信任安全協(xié)議的不足進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于彈性應(yīng)用信譽(yù)框架的Trust安全機(jī)制模型。在本文所設(shè)計(jì)的安全方案中,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)地部署傳感器節(jié)點(diǎn)和代理監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)；利用代理監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)對(duì)它射頻范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行行為監(jiān)測(cè),形成與事件任務(wù)類型相關(guān)的不同信譽(yù)記錄。由代理節(jié)點(diǎn)基于監(jiān)測(cè)信息和事件任務(wù)類型進(jìn)行信任值的計(jì)算,最后代理節(jié)點(diǎn)以廣播的形式向射頻范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)分發(fā)最終計(jì)算的信任值。傳感器節(jié)點(diǎn)在收到自己

5、所關(guān)心的信任值時(shí),對(duì)屬于不同類型的信任值進(jìn)行排名并形成排名表和可靠節(jié)點(diǎn)候選表,并在每次新的應(yīng)用請(qǐng)求中隨機(jī)得選擇候選表中的節(jié)點(diǎn)來(lái)保證請(qǐng)求任務(wù)的成功完成。另外,我們基于直接信譽(yù)評(píng)估結(jié)果的置信度來(lái)有選擇性地使用二手信譽(yù)信息進(jìn)行最終Trust值(信任值)的計(jì)算。
　　 本文的主要的貢獻(xiàn)在于以下幾個(gè)方面:
　　 1)提出了一種“局部集中式”的分布式設(shè)計(jì)思路,實(shí)現(xiàn)了更可靠的信譽(yù)信息的收集和信任值的計(jì)算。
　　 2)實(shí)現(xiàn)了基于

6、應(yīng)用事務(wù)類型的信任計(jì)算模型,更好地反映節(jié)點(diǎn)的行為表現(xiàn)。
　　 3)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)性原理,在信任計(jì)算模型中融入了信任評(píng)估結(jié)果的置信度(Confidence degree)(或風(fēng)險(xiǎn)性)的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了更加可靠的信任值計(jì)算。
　　 4)提出了一種基于“交易事務(wù)”的信譽(yù)更新模式。
　　 5)提出了一種基于信任排名的可靠節(jié)點(diǎn)選擇算法,實(shí)現(xiàn)了更好的安全性能。
　　 最后,通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的安全模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,