一种具有概率预测机制的无线传感器网络安全路由协议

针对传统入侵检测机制不能及时发现捕获节点的问题,提出一种基于捕获概率预测的安全路由协议.该协议将网络划分为多个虚拟网格,同时利用地理位置信息和入侵检测信息建立网格被捕获概率的预测模型,并计算网格和节点的被捕获概率,从而在分组路由过程中绕过未被发现的被捕获节点.理论分析和仿真结果表明,该协议能够有效避免选择被捕获的网格作为中继网格,减少网络中被捕获信息的数量,提高数据成功传输率.     

WSN中针对节点捕获攻击的检测与控制

针对无线传感器网络(WSN)中存在的节点捕获攻击,提出了一种节点捕获检测方法．该方法利用序贯概率比检验检测出网络中的捕获节点,并结合控制理论对网络进行控制,利用离散系统二次型性能指标的最优控制,获得网络控制下的最优控制序列,以实施对网络的最优控制．仿真结果表明,本方法能够检测出网络中捕获节点,并通过不断对网络实施控制,使网络状态渐近稳定．     

延长传感器网络寿命的动态休眠调度算法

基于网络拓扑结构连通和覆盖的冗余性,结合多跳无线传感器网络的特点,建立节点休眠调度模型,提出一种延长网络寿命的算法.根据节点的剩余能量,动态选择一组满足连通覆盖条件的工作节点集,达到延长网络寿命的目的.当某个节点因能量耗尽失效时,其相邻的休眠节点被激活,并代替其收集信息以维持网络正常工作.理论分析和仿真研究表明,该算法能有效判别冗余节点,在保证网络有效覆盖和连通的条件下,降低节点能耗,延长网络寿命.     

低占空比无线传感器网络中节点自适应休眠机制

针对低占空比WSN网络存在着能量消耗不均、网络工作时长等问题,提出一种节点自适应休眠算法.该算法能够根据无线链路状况,自适应地调度节点休眠时隙和工作时隙,保证在时延约束条件下网络的整体能耗最小.在自适应休眠机制加入能量感知,使无线路由根据节点的剩余能量自适应调整,均衡各节点能耗,提升WSN网络的工作时长.经仿真分析发现,该算法能够在满足传输时延的同时,有效地减少工作时隙并降低能耗,从而提升网络的工作周期.     

基于KAD网络内容监督的关键技术研究

为了解决由于KAD消息的隐匿性造成对文件共享系统中内容难以监督的问题,一种通过对网络中指定节点的交互消息进行截获,并快速提取出对应消息内容的监督方法被提出.首先,对确定的目标节点使用ID名称映射方法,从消息中提取出其中的关键字HashID值.其次,使用轻量级的ID值逆向转换算法得到对应的语义内容,利用转换后的内容可进一步对该节点的威胁程度进行判定.最后,在eMule系统搭建的KAD网络中部署了实验,将0X10区域内10个节点作为监督对象,使用上述监督方法对发往目标节点的查询与发布请求消息进行拦截,并成功地得到对应的语义内容.实验结果表明了对网络监督的必要性以及该方法的可行性.     

连通和覆盖性优化无线传感器网络寿命的方法

针对多跳无线传感器网络的特点,基于拓扑结构的连通和覆盖性建立节点的休眠调度模型,提出了一种优化网络寿命的新方法(CCLO).该方法设计了一种根据节点剩余能量动态激活一组满足连通覆盖条件的工作节点.当某个节点因能量耗尽而失效时,其邻近的休眠节点将代替失效节点继续维持网络的正常工作.理论分析和仿真研究表明:CCLO能够快速...     

事件驱动无线传感器网络节点自组织分簇休眠方法

针对突发事件监测的事件驱动无线传感器网络有着其自身的特点,结合最小跳数路由方法,在节点上建立链路节点列表.当节点被事件触发时,依照各节点触发顺序及相互关系,构建局部的自组织分簇.然后在利用已有的链路节点列表,快速构建簇首与Sink节点的通讯通道并更新链路节点列表信息.仿真实验结果表明,所提自组织分簇休眠方法的能量消耗低于传统周期采样的能量消耗,也低于基于LEACH分簇的休眠方案.     

无线传感器网络节点能耗状态转换模型研究

针对无线传感器网络节点的能量管理与优化问题,对无线传感器网络节点中主要的功率可管理部件工作状态进行分析,建立了MCU处理器、模数转换器和无线收发模块之间的状态转换关系模型。详细阐述了器件间的状态转换关系和条件,并给出了多种休眠模式间的转换时间阈值的估计方法。该模型反映了无线传感器网络节点实际工作状态的转换关系,为节点的动态能耗管理的优化设计提供了实际应用参考。     

对等网络泛洪DDoS攻击的防御机制

研究Gnutella协议的P2P网络中DDoS攻击,提出一种分布式的基于节点标识识别和节点流量实时检测过滤的自适应性DDoS攻击防御机制。通过在节点本地构建的信任和信誉机制对恶意节点主动阻断及对消息包的DDoS攻击特征的实时检测策略,实现对DDoS攻击的防范。仿真实验结果表明,该机制能有效地隔断网络中75%恶意消息数,节点能阻断80%的恶意消息数的转发,提高了网络抵御DDoS攻击的效能。     

基于冗余节点间歇性的WSN路由协议的设计

为解决无线传感器网络路由协议中节点能量消耗不平衡的问题,针对冗余节点过多使WSN网络生命周期较短的不足,设计一种基于冗余节点间歇性的路由协议.通过比较相邻传感器节点的监测范围覆盖率和传输数据的相似性,对发送数据被覆盖的节点进行间歇性的休眠调节,降低对感知区域监测信息采集的相互重叠.仿真结果表明:该路由协议的设计能够有效减少节点过早死亡的数量,节约网络的能量,降低节点的负载,延长网络的生命周期,并具有较高的应用推广价值.     

节点信誉相关的无线传感器网络故障检测

提出一种基于节点信誉的无线传感器网络故障检测算法.算法为每个传感器节点建立了基于Dirichlet分布的信誉函数,整个算法由检测模块、信誉更新模块和故障判定模块3部分组成.检测模块计算节点当前时刻的健康等级;信誉更新模块负责维护、更新节点的信誉值;故障判定模块则对是否发生节点故障和敏感事件进行判定.仿真结果表明,该算法具有较高的故障检测精度,在传感器网络故障节点达到25%的情况下,仍能检测出94.83%的故障节点,而误警率则可以保持在5%以下.     

无线传感器网络中一种基于D-S证据理论的监测机制

针对现有的信任模型不能快速有效处理WSNs中的恶意节点以及证据组合时可能会出现的反直观结果问题,本文提出了一种基于改进D-S证据理论的信任模型。结合D-S证据理论本身所存在的缺陷,本文对其合成规则进行了修正。基于修正的D-S证据理论,设计了WSNs中识别和隔离行为不良节点的监测机制,并且对该监测机制进行了仿真分析。仿真结果表明,该机制能够快速准确的发现和隔离恶意节点,而且在一定程度上抑制了恶意节点的共谋,提高了网络的性能。同其他信任模型相比,该机制更具安全性、健壮性和准确性。     

基于节点感知信任度模型的无线传感网络事件检测方法

事件区域检测是无线传感器网络在复杂环境感知中的一项重要应用,然而节点受到环境中多种不确定性因素(如温度、湿度、硬件条件等)的影响导致其感知数据出现错误,降低了节点对事件检测的准确度. 根据邻近节点之间的感知信息存在一定的空间相关性,提出一种基于网络拓扑的节点感知信任度模型,在此基础上每个节点将自身感知信息与邻居节点交换信息相结合,建立贝叶斯事件检测容错模型,计算事件发生的预测概率,同时确定事件发生的最优阈值,节点根据概率预测结果与最优阈值相比较对事件发生做最终决策. 仿真结果表明,与典型的贝叶斯最优阈值容错算法相比,在节点故障率为25%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由65%提高到78%;而在节点故障率为30%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由50%提高到70%,体现出了良好的容错性能.     

基于均值滤波的大规模无线传感网能耗及海量数据去冗余方法研究

随着无线传感网络结构日趋复杂及逐渐朝大规模方向转变。科学、高效地解决传感网内的海量数据冗余及巨大能量消耗问题变得十分困难,本文通过对节点数据图像化建模,提出了一种基于节点数据图像的均值滤波算法来达到降低大规模无线传感网中的冗余数据量及能量消耗。首先从传感网的部署结构出发,通过节点之间的位置关系进行节点分簇并标记簇头节点,然后依据各簇内节点获取的数据信息进行图像化建模,建模完成后以各簇簇头节点获取的数据为参照标准对图像化后的簇内节点进行均值滤波,从而将簇内节点划分为活跃节点与休眠节点,活跃节点为传感网提供有效数据而休眠节点提供冗余数据,需要进入休眠状态。从仿真结果可知：在实际数据集与模拟数据集结合验证下,一个大规模、结构复杂的无线传感网被分为若干个簇并有效的完成了各簇内的节点数据图像化建模。在整体数据有效且不失真的前提下,各簇内实现了将可能存在的部分节点转化为休眠节点且成功将休眠节点转为休眠转态,不再产生、传递数据,从而降低传感网内的整体数据量及数据传递消耗的能量。因此本文提出的算法能够有效地处理规模大、结构复杂的无线传感网中存在的数据冗余及巨大能量消耗问题,通过该算法不仅降低了无线传感网中的冗余数据量,而且降低了无线传感网的能量消耗,提高了无线传感网的生命周期。     

融合节点信誉度和路径跳数的WSNs虫洞攻击检测策略

为抵御无线传感器网络中的虫洞攻击,提高网络性能。本文根据虫洞攻击下节点邻居数目出现的异常情况,对邻居数目超出阈值的可疑节点进行筛选,然后令其专有邻居集中的节点相互通信,记录路径跳数,将跳数超出虫洞阈值的路径标记为待测路径;借助贝叶斯信誉模型计算该待测路径上中间节点的直接信任值,并结合邻居数目、处理延时、节点能量、包转发率等信任因素对节点的间接信任值进行评判,进而获得该节点的综合信任值;通过将路径跳数与中间节点的综合信任相结合,计算待测路径的路径信任评价量,并依据受虫洞攻击节点的路径特性合理设定信任阈值,提出一种融合节点信誉度和路径跳数的虫洞攻击检测策略(wormhole attack detection strategy integrating node creditworthiness and path hops, WADS-NCPH),以检测无线传感器网络中的虫洞攻击。仿真结果表明,WADS-NCPH对虫洞攻击的检测具有显著效果,即使面对高攻击度的网络,该策略仍能有效检出虫洞攻击并移除虚假链路,提高无线传感器网络的安全性和可靠性。     

认知无线电网络中基于接收信号强度的组密钥提取方案

为了保障认知无线电网络（cognitive radio networks, CRNs）中次用户之间的安全通信,提出一种基于物理层无线信道特征接收信号强度（received signal strength, RSS）的组密钥提取方案。在网络中并非所有次用户都在彼此通信范围内的情况下,该方案利用中继节点实现组密钥的提取,即在链式通信拓扑结构下,组内所有节点将链上除头节点和尾节点以外的其他节点作为辅助中继节点,提取链上所有相邻节点间的RSS测量值。之后,提出一种新的量化方法对提取到的RSS测量值进行量化。首先,给所有RSS测量值找到相应的量化区间;其次,为每个RSS测量值找到相配对的值,使得生成的密钥与多位RSS测量值相关,保证最终密钥生成的随机性;最后,利用格雷码编码对量化后的RSS测量值进行编码。使用MATLAB仿真软件模拟用户在高斯信道中建立组密钥的过程,信噪比在0～30 dB变化,实验结果表明,密钥建立过程中比特不一致率随着组内节点个数增加而增加,随着信噪比的增大而减小。此外,数值计算分析了该方案在不同条件下能够达到的组密钥率,结果表明,该方案的组密钥率随着组内节点个数和信噪比变化所呈现的变化趋势与比特不一致率相反。与现有方案相比,本方案能够大幅地降低用户建立组密钥的通信代价。综上所述,本方案在提高组密钥提取效率和降低用户通信代价方面都具有较明显的优势。     

基于层次分析法的车联网多因素信誉评价模型

针对车联网（VANETs）场景下存在的恶意车辆节点和虚假信息的问题,提出基于层次分析法（AHP）的车联网多因素信誉评价模型. 该模型综合考虑车辆行为、消息、环境等因素对车辆节点信誉的影响,建立车辆信誉评价模型;面向多应用场景信息（安全行驶、交通管理、商业娱乐）,使用层次分析法量化各因素及不同类型信息对车辆信誉的影响程度;基于反馈机制根据信息的不同类型进行车辆节点的信誉更新,实现车联网车辆的信誉评估. 实验表明,该模型在恶意车辆节点达到25%的情况下,车辆决策正确率能够达到92%以上. 该方案能够有效防止车辆接收虚假信息,准确检测出网络中的恶意车辆节点,提高车辆接收信息的可信度.     

基于车辆运动轨迹的VANETs位置验证

正确的位置信息在维护VANETs的正常运行扮演着重要的角色, 恶意节点的位置欺骗将严重影响VANETs诸多应用. 通过对节点的位置验证以检测节点的位置欺骗是VANETs重要的研究领域. 针对VANETs中车辆移动的相对速度较高, 网络拓扑结构频繁变化, 传统WSN和MANET中的位置验证方案不再适用于VANETs, 提出基于车辆的运动轨迹位置验证方案, 采用最小二乘法对车辆进行连续定位跟踪, 并绘制其行驶路线, 与邻居车辆的行驶路线、速度相比较, 计算其吻合度, 检测位置欺骗. 仿真结果表明, 该方案有较低的漏警率和虚警率, 当恶意节点的欺骗距离达到30m时, 漏警率和虚警率接近于0.     

基于尖点突变模型的IP网络异常行为检测方法

由于数据挖掘、贝叶斯等传统异常检测方法仅依据网络正常行为特征而没考虑异常行为特征,致使其异常检测率偏低和误报率偏高,该文基于尖点突变模型而针对性地提出了一种新的IP网络异常行为描述模型及其检测机制.它们充分利用了尖点突变模型的多稳态性和突变性,准确地描述了网络正常行为特征和异常行为特征.最后以Kdd-Cup 99数据集...     

Opportunistic best-relay node selection for cooperative transmission improvement over underlay cognitive radio networks

In cognitive radio (CR) relay networks,most previous work concentrates on maximizing physical layer quality of service (QoS),e.g.,spectral efficiency and achievable data rate,as relay selection criteri...