基于信任机制的无线传感器网络结构

一个恶意节点或一个妥协节点当选为簇头节点是基于簇的无线传感器网络要应对的最重要的问题之一。当恶意者进行一个重大的攻击行动时,个别节点可能易于被攻陷,因此要设计一种能消除潜在的重大安全破坏的结构和机制,阻止这些妥协节点当选为簇头节点。介绍一个分布式的基于信任的框架和一个信任簇头选举机制,提出的机制减少了恶意节点或妥协节点被选为簇头的可能性。采用仿真验证所提出的方法和模型,结果清晰地显示出该方案在阻止非信任节点成为簇头节点方面的强大优势。     

基于双簇头的无线传感器网络反馈信任模型

针对无线传感器网络存在恶意或妥协节点导致通信数据被攻击的问题,提出一种基于双簇头的反馈信任模型,以保障数据在传输、感知以及融合等环节的可靠性与完整性。利用节点间直接交互结果评估节点的直接信任,同时考虑通信、数据感知和融合信任,通过贝叶斯公式评估邻居节点的通信信任,使用时间滑动窗将节点历史信任作为直接信任的补充,动态调整直接与间接信任权重使综合信任评价更客观和准确。在此基础上,引入双簇头交互监测和基站信任反馈机制,主簇头和监督簇头根据本地数据空间相关性独立评估成员数据感知信任,基站利用双簇头数据融合结果的时间相关性评估数据融合信任,并将最终信任结果反馈到所有节点。仿真结果表明,该模型能有效检测异常数据和恶意节点,成功抵御选择性转发攻击、伪造本地数据攻击以及伪造融合数据攻击,在网络安全与能耗间实现良好的平衡。     

基于节点信誉度的传感器数据安全融合方法

针对传统方法数据融合精度不高、簇头节点输送数据时能耗较高的问题,为了提升数据融合的安全性,提出基于节点信誉度的传感器数据安全融合方法.对参加安全数据融合的传感器节点进行信任计算,利用传感器一致性方差获得节点行为信任可靠属性值,构建节点行为信任模型,并使用Josang信任模型处理数据流中的不确定因素问题,对融合节点进行信誉度分组,对安全数据实施评估,在统计规律结果的基础上分析节点可信任水平,实现对传感器数据的安全融合.仿真结果证明,所提方法可以保证数据融合结果的可靠性,有效节省传感器能量消耗,为融合过程中数据安全问题提供可靠的理论基础.     

基于信任和权重的无线传感器网络数据融合模型

在无线传感器网络中,数据融合的可靠性是一个非常重要的问题并且受到了广泛的关注。为此,提出一种基于信任和权重的无线传感器网络数据融合模型(TWDFM)。在该模型中,传感器节点通过构建信任表选举可靠簇头,簇头根据权重检测异常节点并融合可信数据。仿真实验表明,该模型可以有效提高数据融合的安全性和准确性。     

基于信誉度集对分析的WSN安全数据融合

由于无线传感器网络存在资源约束问题,为了有效地减少无线传感器网络中的数据传输量以降低网络的总能耗,同时确保对感知数据进行融合操作的安全性,提出了一种基于传感器节点信誉度集对分析的安全数据融合方法.在节点分簇阶段,利用基于密度函数的减法聚类方法进行分簇,既获得了较快的分簇速度,又保证了簇头节点地理位置的合理分布,使得分簇规模更加符合节点的实际布设情况.在数据传输阶段,将簇头节点选择下一跳数据转发节点建模为多属性决策过程,综合考虑备选转发节点的信誉度、能量等属性信息,从中选择综合评价最优的簇头节点转发融合数据,不仅使网络中的数据流量分布更加均衡而且保证了数据的安全性.仿真结果表明,提出的数据融合算法在融合精度、安全性及簇头节点能耗方面与同类的LEACH算法和BTSR算法相比具有明显的优势.     

基于信任管理机制的无线传感器网络虚假数据过滤方案

传统的无线传感器网络虚假数据过滤方案只对网络中的虚假数据报告进行过滤,网络中的妥协节点依然可以不断向网络中注入虚假数据,耗费网络资源。为了掐断虚假数据包产生的源头,提出了一种基于信任管理的虚假数据过滤方案。该方案通过分簇的方式,将多个被俘获的节点合谋伪造的虚假数据报告限定在一个簇内,同时引入信任管理机制来检测节点是否被妥协,从而隔离妥协节点。分析结果表明,该方案不仅能有效过滤虚假数据,还能隔离妥协节点,且具备很强的妥协容忍能力。     

基于能量预测的传感器网络信任机制研究

信任机制最近已建议作为一个无线传感器网络(WSNs)有效的安全机制.文中提出了一种信任机制(EPTM),该机制不仅可以防止被入侵的节点或者恶意节点选举为簇头,而且还设计出一种新型副簇头节点来监察簇头以防止他们的恶意行为.特别介绍了一种基于能量预测的方法来检测拒绝服务攻击(DoS)的节点,选出值得信赖的簇.最后通过仿真验证了机制的可行性,结果表明:EPTM可以有效防御拒绝服务(DoS)攻击.     

基于估计机制的分簇传感器网络数据融合算法

提出了一种基于估计机制的分簇传感器网络数据融合算法.在满足数据精确度要求的前提下,只有当数据的当前值与上一次采集值之差超过某一变化阈值时,才将当前采集数据发送到簇头节点,否则不发送.采用节点剩余能量自适应的簇头选择算法来平衡传感器节点的能耗,使得剩余能量越大的节点当选为簇头的概率越大.推导了使网络能耗最小的最优分簇规模...     

一种无线传感器网络动态成簇数据融合算法

针对无线传感器网络应用于突发事件的场合,提出一种基于事件驱动的动态成簇数据融合算法。在综合考虑事件严重程度及节点剩余能量等因素的基础上,算法选择刺激强度大且剩余能量多的节点担当簇头。簇头节点通过广播成簇消息实现动态成簇,并动态调整每一轮数据融合延迟时间,提高了数据融合效率。仿真实验结果表明,与TEEN协议相比,该算法具有较低的节点平均能耗和较佳的网络数据融合延迟时间。     

基于分簇的能量有效多路径路由协议的研究*

提出了一种基于分簇和蚁群算法的能量有效的多路径路由协议CAEMP,适用于事件驱动和查询的混合数据采集方法。该协议通过把事件区域附近的节点成簇的方法来减少发送的数据量,簇头选举的时候综合考虑能量、邻居节点数量和事件信号强度等参数,控制事件区域簇的规模,制定了备份簇头的机制。事件区域形成的簇头通过蚁群算法形成到汇聚节点的多路径,对于汇聚节点,如果需要查询数据,可以采用发送搜索蚂蚁的方法,搜索信息素可以加快前向蚂蚁到达汇聚节点的速度。最后,事件区域的数据在簇头融合后就可以在蚁群算法形成的多路径上进行数据包的发送。在NS-2仿真环境下协议进行仿真实验,仿真结果表明,该协议延长了网络寿命,提高了能量有效性。     

基于PSO的非均匀分簇双簇头路由算法

针对无线传感器网络中分簇路由算法簇头负载过重,同时为了提高无线传感器网络的能量利用效率,提出了一种基于PSO的非均匀分簇双簇头路由算法。该算法首先通过候选簇头节点与基站距离的远近构造出几何规模不等的簇,然后根据簇的规模引进PSO优化算法最终选择出主簇头与副簇头。主簇头主要负责簇内节点数据的采集跟数据融合,副簇头主要完成簇内及簇间数据转发任务,实现数据的单跳与多跳传输。仿真结果表明,该算法有效的减少了簇头节点的能耗,在很大程度上均衡了整个网络的能耗,实现了网络生存周期的延长。     

战场环境中基于簇的WSN生存性路由协议

当无线传感网络应用于战场环境时,复杂恶劣的网络环境以及传感节点受限的能源、内存和通信能力导致节点容易失效、遭受攻击或被俘获,从而影响侦察任务的完成。本文提出一种基于簇的生存性路由协议—SRPC,该协议通过密钥协商和身份认证等机制抵御恶意节点的攻击;并在主簇头被摧毁后启用备用簇头链将监测数据传输到基站。仿真结果表明,SRPC协议可以在均衡能耗的基础上有效抵御恶意节点的攻击,并在簇头节点遭受攻击或者被摧毁后保证数据包的可靠投递,提高了WSN在战场侦察环境中的生存能力。     

WSN中层次性簇聚路由选择算法中的一种优化策略

对层次性簇聚路由算法,提出了一种优化策略。具体实施是在已选出的多个簇首中,以能量均衡损耗和节能为依据,设计一个优化路由机制．选出一个二级簇首,由该二级簇首与汇点通信。通过分析,该策略能够有效的降低网络的能量损耗,大大延长网络的生命周期。     

基于DPSO的智能WSN分簇路由算法

主要针对无线传感网络经典分簇协议LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)中存在的三个使能量消耗过大的问题,提出了一种新的智能无线传感网络分簇路由算法DPSO-CR(Discrete Particle Swarm Optimization-Clustering Rou...     

Hierarchical role-based data dissemination in wireless sensor networks

Data dissemination from multiple sources to mobile sinks is fundamental and challenging in WSN applications due to limited energy supply of sensor nodes and sink mobility. Previous data dissemination protocols either rely on an energy-consuming coordinate system or build an inefficient backbone. In this paper, we propose a hierarchical role-based data dissemination (HRDD) protocol in wireless sensor networks. In HRDD, a small number of sensor nodes are assigned to serve as cluster heads and agents to form the data dissemination backbone and mitigate unnecessary query forwarding. In addition, HRDD designs an efficient data delivery mechanism that provides shorter paths to accelerate data delivery as well as reduce the number of data transmissions. An adaptive backbone maintenance mechanism is also introduced for low-energy cluster heads and agents to reduce their load, thereby prolonging the network lifetime. The experimental results show that HRDD achieves the longer network lifetime, the shorter delay, and the high success ratio compared to the prior work.     

传感器网络中加入助理簇头的分簇算法研究

在基于分簇算法的无线传感器网络中,簇头的能量消耗远高于簇内成员。考虑在相应簇内的成员节点中产生助理簇头,由其分担簇头的负担,对降低簇头能量消耗具有极大帮助。提出了一种助理簇头算法（ASCH）,算法根据簇头的自身条件动态地确定簇内是否需要产生助理簇头,同时选择合适的成员节点成为助理簇头。实验结果表明,提出的算法与LEACH算法相比,能耗更加均衡,有效地降低了网络能耗,延长了网络生命周期。     

分簇算法中簇首分布及可靠性问题研究

为了使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,更好地完成环境感知、信息获取、有效传输及减少网络中能量的消耗的任务。通过对无线传感器网络中分簇算法的分析,结合LEACH和LEACH-C算法,提出了基于Voronoi图的簇首分布及备份方案。仿真结果表明,与LEACH协议比较,该算法保证了簇首在网络中的均匀分布,降低了网络的通信开销,簇首备份机制提高了分簇方案的可靠性,保证了网络的负载均衡。     

一种负载均衡的分簇路由协议

在分簇路由协议中,簇首负责管理簇内的成员,收集和融合簇内的数据以及转发簇间数据.大量的任务由簇首处理将导致簇首耗费过多的能量,从而影响网络的生存时间.因此,本文提出一种负载均衡的分簇路由协议.通过设立网关,使簇间数据转发任务从簇首中分离.簇首负责簇内的数据收集和融合,网关负责簇间数据传输.实验结果表明,改进后的协议能有效地均衡网络中的负载,并显著地延长网络的生存时间.     

基于分布式认证的完整性保护数据融合方案

针对无线传感器网络(WSN)数据融合中存在的数据完整性保护问题,在双簇头安全融合（DCSA）方案的基础上,提出一个安全高效的数据融合方案,通过在节点间加入对称密钥,采用分布式验证方法,使节点认证与融合同时进行,在向上融合的过程中立即证实子节点融合数据的完整性。同时,利用红黑簇头的监督特性,能够定位恶意节点,增强抗共谋攻击能力。实验结果表明,所提方案在保证与DCSA相同安全等级的前提下,能够及早检测并丢弃错误数据,提高了完整性检测机制的效率,且具有更低的网络能耗。     

基于分簇的无线传感器网络MAC节能算法

为减少节点能耗和提高信道利用率,提出一种基于分簇结构的无线传感器网络MAC节能算法(EEC-MAC)。在TDMA机制的基础上,采用时隙系数动态调整簇内节点的时隙大小,降低数据的传输时延。对于部分不需要数据传输的节点不分配时隙,使其拥有较长的睡眠时间来节约能量。簇内节点按其剩余能量系数形成时隙分配顺序,减少状态转换的能耗。簇间节点采用基于CSMA/CA机制的随机分配策略实现通信。仿真结果表明,EEC-MAC节能效果较好,具有较小的平均通信时延和较长的网络生命周期。