WSNs中基于随机角度和圆周路由的源位置隐私保护策略研究*

针对无线传感器网络中的源节点位置隐私安全保护问题进行了研究,设计了一种基于随机角度和圆周路由的源位置隐私保护策略BRACRS。该策略通过三个阶段进行路由：基于角度的幻影路由阶段、圆周路由阶段和最短路径路由。采用均匀划分法使幻影节点基于不同的角度动态随机产生,传感器节点利用充裕区域的能量形成动态的、路径足够长的路径,从而保护源节点的位置隐私。分析结果表明,与现有PUSBRF和HBDRW等保护方案相比,在不显著增加通信开销情况下,能大大延长网络的平均安全时间,增强源位置隐私的安全性。     

WSN中基于等高度路由的源位置隐私保护

在无线传感器网络中,网络中的攻击者可以通过逆向、逐跳追踪数据包的方式追踪到源节点的位置,进而危害目标对象,所以对源位置的隐私保护很重要,但已有保护源位置隐私的幻影路由协议可能产生失效路径,从而缩短安全时间。为此,提出一种有向等高度路由与幻影路由相结合的源位置隐私保护协议。数据包在进行幻影路由之前先进行h+r跳的有向等高度路由,之后再发起幻影路由过程,以避免失效路径的产生,并增加有效路径的数量。实验结果表明,当源节点位置不变时,增加少量的数据包转发开销,源节点的安全时间可以增加50%,当源节点位置变换频繁时,通信开销也明显低于PUSBRF等协议。     

基于随机角度的增强型源位置隐私保护协议

在目标监测型无线传感器网络中,针对源节点位置隐私保护中存在的安全性和能耗不均衡问题,在幻影路由的基础上,提出了一种基于随机角度的增强型源位置隐私保护协议EPURA。EPURA运用划分幻影源子区域和随机角度相结合的方法来选择幻影节点,通过给节点设置可视区标记字段来避免损耗路径的产生,激发位的设置又能在很大程度上减少幻影节点到基站的重合路径。MATLAB仿真表明,与已有的源位置隐私保护协议相比,EPURA在增加少量通信开销的基础上,能够有效地增加传感器网络的安全时间。     

WSN中一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议

现有无线传感器网络的源节点位置隐私保护协议采用随机游走的方法,导致能耗难以控制。针对这一问题,本文提出一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议（CEP）。该协议以节点间物理距离为路由能耗的衡量标准,利用可控的路由能耗建立源节点到基站节点间3段路由转发源数据包。协议通过幻影路由、环带路由、信贷路由3个阶段增加路由路径的多样性,从而增加源节点位置隐私保护强度。理论分析和仿真实验表明,本文提出的基于可控能耗的源位置保护策略相比已有相关协议在提高源节点安全周期的同时,可较好地控制路由能耗,提高隐私保护协议的性能。     

无线传感器网络源节点隐私位置信息保护研究

为了确保无线传感器网络中的源节点位置不被恶意泄露,保障其安全性能与网络能耗均衡,提出一种无线传感器网络源节点隐私位置信息保护方法.以熊猫-猎人位置隐私保护模型为基础,构建一个六元组系统防御攻击模型;利用该模型通过随机数机制得到幻影节点的随机有向漫步跳数,使用概率转发路由把数据包从幻影节点转发到集合节点,减少重叠路径发生的概率,提升源节点隐私位置信息的安全系数.实验结果表明,无线传感器网络源节点隐私位置信息保护方法可以有效降低路径重复概率和数据包传输时延,最大程度保证源节点的隐私安全,且网络能耗较小,具备极高的实用性.     

WSN中基于定向随机的幻影路由隐私保护协议*

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护问题,提出了一种基于定向随机的幻影路由隐私保护协议算法。首先,该算法采用定向随机方式确定幻影节点区域位置,并在该区域内进行幻影节点的随机选取;同时,为了保证数据传输过程能耗最低,本算法采用改进的最小能耗路由协议进行数据传输。然后,网络源节点根据幻影节点的位置信息,将其采集的数据包发送给特定的幻影节点,随后由幻影节点将源节点的数据包转发给Sink节点;从而可以更加有效地保护源节点位置隐私信息。为了验证和评估本算法的效率和性能,在TinyOS自带仿真平台TOSSIM下,对本算法和基于伪正态分布的幻影路由隐私保护方案协议进行仿真实验;仿真结果表明：本算法在节点距离选择、能量消耗、安全时间等方面的性能表现更优。     

基于虚拟环的源位置隐私保护路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)中源节点位置隐私保护问题,提出了基于随机虚拟环的源位置隐私保护路由协议,可以避免失效路径的产生,同时,随机变化的虚拟环将路由路径扩展到源节点所在的环形区域内,极大地增加了路由路径的随机性和多样性,使得攻击者难以根据路由路径推测出源节点所在位置.仿真结果表明:在有限时延的情况下,协议明显提高了源位置隐私保护能力.     

WSN中基于目标决策的源位置隐私保护方案

针对现有基于幻影源的无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)的源位置隐私保护方案,普遍存在无法有效平衡源位置隐私安全性、网络生存周期和传输延迟之间的矛盾关系的问题,提出了一种基于目标决策的幻影源分散路由方案PSSR(Phantom Source Separate path Routing)。该方案采用分段定象随机游走来确定幻影节点的位置,在保证幻影源距离真实源可视区足够远的同时,实现了幻影源位置的多样性,增大了攻击者定位源位置的难度。除此之外,该方案通过考虑节点的能量消耗、剩余能量及其到基站的距离来选取转发节点,实现了低概率重复分散路由的构建,有效平衡了源位置隐私安全性、网络生存周期和传输延迟之间的矛盾关系。仿真实验结果表明,相比EPUSBRF方案、PRLA方案和MPRP方案,PSSR方案在增强源位置隐私安全性的同时,能够有效延长网络生存周期和降低传输延迟。     

基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法

针对现有源位置隐私保护算法安全周期较低的问题,提出基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法.;该算法借助源节点和基站节点的坐标构建椭圆,随机分散地选择椭圆上的节点作为预期幻影源节点,为幻影源节点提供选择方向,分散相邻数据包的传输路径.理论分析表明,所提出算法能增加数据包在传输过程中远离源节点和基站节点的概率.仿真结果表明,与现有源位置隐私保护算法相比,所提出算法能提高安全周期,有效保护源位置隐私.     

基于随机虚拟环的WSNs源位置隐私保护算法

针对幻影路由算法中源节点距离基站节点较近时安全周期低的问题,提出基于随机虚拟环的无线传感器网络源位置隐私保护算法。初始时由源节点随机产生一个以基站为中心的虚拟环,利用源节点到基站的直线方程和虚拟环方程确定预期幻影源节点,为选择幻影源节点提供依据;通过数据包在虚拟环上转发随机的角度,确定第二个幻影源节点。理论分析表明算法安全周期与通信开销呈正相关。仿真结果表明,该算法能有效诱导攻击者偏离真实路径,提高安全周期。     

一种改进的WSN源位置隐私保护路由算法

在无线传感器网络通信中,针对已有幻象路由协议可能因失效路径而降低源节点安全时间的问题,提出了一种基于最短距离路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护路由算法.该路由算法包括初始化过程、改进的源节点幻象路由策略和避开源节点可视区的最短距离路由策略.理论分析和实验结果表明,与已有的幻象路由协议相比,该路由算法生成的幻象节点能较好地远离源节点,并且提高了源节点的安全时间,可以较好地保护源节点位置的隐私安全.     

基于多路径的源节点位置隐私保护路由协议

为了对无线传感器网络中的源节点进行隐私保护,同时实现安全性和网络能耗的均衡,提出了一种基于多路径的源节点位置隐私保护路由协议（RPBMP）,该协议基于多路径的选择和多个中继节点的跳转进行随机路由,大大增多了源节点至基站的路由路径,延长了安全时间。理论分析和仿真实验表明,RPBMP可以在不显著增加能耗的前提下,提高源节点的位置隐私保护性能。     

一种鲁棒性强的无线传感器网络位置隐私保护方案

传统无线传感器网络（WSNs）位置隐私保护方案难以解决安全性与网络能耗之间的均衡,为了提高网络隐私信息的安全性,提出一种鲁棒性强的无线传感器网络位置隐私保护方案.首先通过增加伪源节点和伪汇聚节点防止攻击者获得关键节点的位置信息;然后采用伪汇聚节点分组、概率丢弃冗余数据包降低网络资源消耗;最后在Matlab 2012平台下进行仿真对比实验.结果表明：该方案可以提高网络攻击事件检测率,降低网络时延,有效地保护源节点和汇聚节点的位置隐私.     

基于最小能耗路由的源节点位置隐私保护协议

源节点的位置隐私保护已经是制约着无线传感器网络推广的关键技术之一。同时,能源问题又是一个很大的约束,所以人们一直致力于在位置隐私保护和能量消耗之间寻找一个平衡点。本文一种基于最小能耗路由的源节点位置隐私保护协议,协议分为两个阶段:第1阶段,源节点通过定向随机步的方式以额定能耗快速地向幻影节点转发数据;第2阶段,幻影节点以避开源节点可视区的最小能耗路由向Sink转发数据。实验表明,提出的路由协议以较小的能耗达到了较高的隐私保护要求。     

一种用于源位置保护的幻影路由设计

针对传感器网络中源节点位置信息保护问题,提出基于随机游走的多幻影节点路由协议（Multi Phantom node Routing Protocol,MPRP）。MPRP引入可视区,限制节点随机游走盲目性,节省了通讯开销;在配置阶段,通过选择可视区以外的节点作为幻影节点,以保证源节点、汇聚节点、幻影节点不在同一条直线上;路由选择阶段,在多个备选幻影节点选取一个真正的幻影节点,用以迷惑网络攻击者。同时,MPRP给出了一种新的幻影节点选择方法,实现了更多的幻影节点个数,提高了幻影节点的质量。仿真结果表明,与已有的源位置保护方案相比,MPRP在降低通信开销的同时,延长了节点安全时间,提高了隐私保护性能。     

Secure Routing Protocol based on Multi-objective Ant-colony-optimization for wireless sensor networks

To solve the problem of achieving the maximum network security goal with lower energy consumption in wireless sensor networks, this paper proposes a Secure Routing Protocol based on Multi-objective Ant-colony-optimization (SRPMA) for wireless sensor networks. The ant colony algorithm is improved to be a multi-objective routing algorithm with considering the residual energy of nodes and the trust value of a rout path as two optimization objectives, in which a rout path is produced through the multi pheromone information and the multi heuristic information consisting of two objective functions. The node trust evaluation model is established by using an improved D-S evidence theory with confliction preprocessing to evaluate nodes trust degree. The multi-objective routing result is obtained by using the Pareto optimal solution mechanism by using the external archive method with a crowding distance criterion. The simulation results conducted with NS2 show that the proposed algorithm can achieve desired performance against the black hole attack in WSN routing.     

WSNs中规避攻击者的源位置隐私保护路由协议

为了保证无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）中的源节点位置隐私安全，同时实现安全性能和网络能耗的均衡，提出了WSNs中规避攻击者的源节点位置隐私路由协议，该协议假设节点具有检测攻击者的能力，通过发出危险警告消息使路由路径上的节点采取路由改变策略，使攻击者无法回溯到源节点，延长了源节点保持位置隐私的安全时间。理论分析和仿真实验表明，该协议在消耗较少的通信开销的情况下保证了源节点位置的高度隐私。