可靠的机会网络自私节点检测算法

针对现有机会网络自私节点检测算法没有考虑节点收到错帧和节点脱离通信范围监听失败的情况而影响检测准确性的问题,提出一种可靠的自私节点检测新算法——RSND。采用基于跨层监听机制的错帧解析、基于节点相遇的信息挖掘和基于RSSI的节点距离估计3种新机制消除错帧和节点脱离通信范围监听失败对节点自私性检测的影响,提升检测可靠性。理论分析证明了RSND算法的有效性,仿真结果显示,相对于现有的基于2-ACK的自私节点检测算法和Watchdog检测算法,新算法的自私节点检测准确率和网络吞吐量至少提高了6%和4%。     

基于博弈论的移动机会网络节点的自私行为的分析与研究

移动机会网络具有多跳性,其中的数据传输需要借助中介节点的转发。信息共享中也存在节点的数据传输。但是由于资源的有限性易造成节点自私行为的产生,文章针对自私节点,提出了一种基于博弈论的移动机会网络自私节点的检测算法,并提供一定有效的惩戒手段,鼓励自私节点传递数据,在一定程度上解决了节点的自私行为,更好地维护网络环境。     

机会网络中基于摆渡节点与簇节点相互协作的路由机制

机会网络是一种不需要在源节点和目的节点之间存在完整路径,利用节点移动带来的相遇机会实现网络通信的延迟容忍自组织网络,它以“存储-携带-处理-转发”的模式进行.为实现互不相交簇间的信息传输,本文设计了一种带阈值的簇移动模型CMMT,并提出了一种基于摆渡（Ferry）节点与簇节点协作的路由算法（CBSW）.该算法减少了冗余的通信和存储开销,以及在Spray阶段簇节点没有遇到目的节点或摆渡节点,进入Wait阶段携带消息的节点采用直接分发方式只向目的节点传输等问题.仿真实验表明,CBSW算法能够增加传输成功率,减少网络开销和传输延迟.     

基于节点行为的机会网络路由协议

高移动性、频繁中断、稀疏链接、没有基础设施和有限的资源被认为是机会网络的特点。在这样的网络中路由是最大的挑战,在此提出了一个新的基于节点行为的机会网络路由协议(OPNB),用节点的行为信息预测节点在网络中的移动,为消息路由到目标节点发现和选择更好的下一跳节点。协议还集成了对接收消息的确认,有助于中间节点的缓存管理。通过与epidemic路由协议和Probabilistic路由协议比较,OPNB协议在消息的交付数量、开销比率、平均延迟和缓存时间方面的表现相当不错。     

基于时空图的机会网络关键节点评估

为获取机会网络动态拓扑结构,使用时空图模型对机会网络进行建模,使用了节点平均度、介数中心性和整网消息转发率三个评估指标来评估节点的重要程度。使用接近理想解法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)方法以及基于马氏距离的TOPSIS方法来对机会网络中关键节点进行评估。采用节点计算移除节点后的整网消息投递成功率来验证评估结果的正确性,发现基于马氏距离的TOPSIS方法的评估效果要比TOPSIS方法更好。     

情感驱动的自私MANETs节点协商机制

在移动Ad hoc网络(MANETs)中,具有不同工作环境和目标的自私节点追求最大化自身利益,因此需要一种有效的激励手段促进彼此间的协作和资源共享。情感作为影响节点认知和行为决策的重要因素,能够帮助节点在资源有限、不可预知的场景中增强适应性和自治性。该文提出一种情感驱动的自私MANETs节点协商机制(Emotion-driven Negotiation of Selfish Nodes in the MANETs,ENSNM),将情感因素定义为自私MANETs节点内在的能力和属性。协商初始阶段,成就动机的强烈程度支配节点发起或参与一次协商,同时影响初始价的设定。另外,在每轮协商开始前遵循韦伯-费希纳定律对协商最后期限进行修正。仿真实验表明ENSNM机制能够提高MANETs网络的协商效率,并减少网络流量和通信能耗。     

节点状态感知的机会网络分布式协作缓存机制

合理利用节点间的协作关系及相邻节点的缓存资源可有效提高机会网络中节点缓存的利用率与消息的投递率。该文提出一种节点状态感知的分布式协作缓存机制,通过感知消息扩散程度动态估计消息的重要程度,确定消息在缓存操作中的优先级。进而根据节点的活跃度及相对粘度获知给定消息与其目标节点的相遇概率,并针对消息源节点的差异设计分区协作缓存方法,同时在本地缓存处于存满状态时动态选取协作节点,实现本地消息到相邻节点的转移,以达到高效利用缓存资源的目的。结果表明,所提出的协作缓存机制能够有效地利用节点有限的缓存资源,并大幅度地改善消息投递率及节点缓存利用率。     

基于行为特征分析的社交网络女巫节点检测机制

通过制造大量非法虚假身份,女巫攻击者可以提高自身在社交网络中的影响力,影响网络中社交个体中继选择意愿,窃取社交个体隐私,对其利益造成严重威胁。在对女巫节点行为特征分析的基础上,该文提出一种适用于社交网络的女巫节点检测机制,通过节点间静态相似度和动态相似度评估节点影响力,并筛选可疑节点,进而观察可疑节点的异常行为,利用隐形马尔科夫模型推测女巫节点通过伪装所隐藏的真实身份,更加精确地检测女巫节点。分析结果表明,所提机制能有效提高女巫节点的识别率,降低误检率,更好地保护社交个体的隐私和利益。     

机会网络中自私行为影响的分析与调节

以往针对机会网络中节点自私性影响评估的研究,建立了多种分析模型,然而并未考虑如何应用这些理论模型.本文分别在网络无TTL限制和有TTL限制两种情况下,利用评估模型对自私节点的影响进行分析,并提出一种基于消息分类的自私模型,评估了自私节点对延迟和消息投递率的影响.分析表明,机会网络受自私节点的影响不仅与自私节点的数目有关,而且与节点的移动速度,消息传输范围有关.因此,可以通过调节这些参数提高网络的性能,减少自私节点的影响.首先,通过理论推导分别得出了2-hop路由和传染病路由在延迟保证下的合作节点数目和消息传输范围以及传染病路由在消息投递率保证下消息的TTL.随后,通过ONE仿真平台对自私节点影响的评估,证明自私行为影响下网络性能的理论值与实验值近似,并且证明了通过理论分析获得的参数值也与实验值近似.     

基于历史连接数据的机会网络关键节点预测

鉴于无线传感网络关键节点探测算法的研究基础,设计了一种基于历史连接数据预测机会网络关键节点的算法(HDPA)。考虑到节点间连接时长与频率对连通概率的影响,提出了一种连通概率的计算方法。将研究时间切分成若干个周期,利用历史连接数据对各周期的连通概率进行计算。将所得时序周期的连通概率进行趋势分析,根据其走势应用相应的指数平滑法预测未来周期内的连通概率,从而得到一个概率连通图。将疑似节点从图中删除,计算概率连通子图的连通概率即可得到该节点成为关键节点的概率。最终将节点概率大于0.5的节点预测为关键节点。实验结果表明,HDPA具有较高准确度和较好扩展性。     

基于相遇节点跨层感知的机会网络高效低时延路由算法

针对基于epidemic机制的机会网络路由算法未能及时感知相遇节点以及在数据分组交换过程中存在冗余的问题,提出了一种采用跨层感知相遇节点思路的机会网络高效低时延路由算法——ERCES（epidemic routing based on cross-layer encountered-node sensing）,通过在物理层、MAC层和网络层之间的跨层信息共享与协同,实现相遇节点及时感知,并且采用节点相遇后立即广播新数据分组、收到SV（summary vector）分组后优先发送目的节点为对方的数据分组、动态自适应发送HELLO分组、借助SV删除节点缓存中已到达目的节点的分组等新机制,减少控制和存储开销,降低分组时延。理论分析验证了ERCES算法的有效性,仿真结果表明：与经典的Epidemic Routing算法及其多个改进相比,ERCES算法的控制开销和存储开销分别减少8.2%和2.1%以上,数据分组平均端到端时延至少降低了11.3%。     

自私性机会网络中激励感知的内容分发的研究

提出了一种网络服务商A类节点与B类节点可以达到共赢的互惠激励机制RIS;分析了在该激励机制下,各个理性节点如何选择存储内容从而最大化自己的收益,并探讨了节点维护网络拓扑信息的范围与节点选择决策的关系。最后使用MIT trace数据集仿真分析了在每个节点试图最大化自己收益时整个机会网络的内容分发性能。仿真结果表明,在部署了所设计的共赢激励机制后,与无激励机制相比,每个频道的平均接收率提高了18%,平均接收时延减少了4.83天,同时B类节点为每个订阅内容的付费也得到降低。随着节点维护的网络拓扑信息范围的扩大,该激励机制能不断提高网络的分发性能。     

A fuzzy logic and game theory based adaptive approach for securing opportunistic networks against black hole attacks

Opportunistic networks (OppNets) are networks that can be used in situations of sparse network connectivity. Strategies for implementing secure transmission of messages in OppNets offer complex and distinctive problems that are wholly different from traditional networks using TCP/IP protocols for data transmission. In this paper, a security protocol named FuzzyPT is proposed which combats black hole attacks in OppNets. The defense mechanism is based on the information extracted from messages in the buffer, potential threat (PT) messages, and fuzzy logic. Fuzziness aids the system in being adaptive by modeling the character of nodes as either benign or malicious. It provides the network with the ability to judge the character of nodes based on relationships between different parameters instead of basing this decision on fixed conditions. FuzzyPT is observed to reduce erroneous decision‐making and decrease the number of false positives and false negatives in the system. An evolutionary game theoretic model is applied, which analyzes the decision‐making ability of relays in choosing varied strategies while forwarding messages. The evolutionary stable state is computed for the protocol, which verifies the proposition that a majority of the relays will cooperate by forwarding messages. The efficiency of the protocol is judged on various grounds such as delivery probability, network overhead ratio, packets dropped, and transmission latency. It is observed that the proposed game theoretic protocol outperforms an existing acknowledge and evolutionary game theory–based security protocol in terms of all the aforementioned performance characteristics.     

基于节点社会特征的机会网络最优发送策略

建立了基于节点社会特征的机会网络信息传输模型,使用庞特里亚金极大值定理求得最优发送策略,该策略服从阈值形式,设停止时间为h,当t < h时,节点以最大概率发送信息,当t > h时,节点停止发送信息。实验表明,该策略优于最优静态策略。进一步分析发现,节点的平均朋友数目越多,最优发送策略的停止时间越小,同时,其性能也越好。     

带有编码冗余控制的机会网络数据转发机制

网络编码方法能有效提高数据传输效率,但采用该方法的机会网络数据转发机制均未考虑传输中的编码数据迭代冗余副本控制问题。为了充分降低译码复杂度并减少迭代冗余副本,提出了相遇持续时间估计及编码机会感知方法,进而设计了带有传输容量估计的编码冗余控制数据转发机制。节点以分布式的方式感知数据编码机会,为不同扩散程度的数据确定相应的优先级,并根据传输容量估计结果完成转发控制,以充分利用节点间的相遇持续时间。结果表明,所提出机制有效地减少了网络中的冗余副本,使译码所需的数据量趋于理论上的最小值,改善了网络资源利用率。     

基于网络编码的机会网络高效路由算法

针对采用Epidemic机制的机会网络路由算法在数据分组传送阶段存在通信冗余的问题,提出了一种基于网络编码的高效路由算法--NCBER(network-coding-based epidemic routing）。NCBER在传送数据分组的过程中使用主动异或网络编码和多播,并取消了 Request（请求）控制分组,从而减少数据分组的转发次数和控制分组数量,降低网络开销,缩短分组传输时延。理论分析和仿真结果表明,NCBER 算法在网络开销和数据分组端到端时延性能方面优于经典的Epidemic路由算法及其改进算法MRRMR（message redundancy removal of multi-copy routing）,并且使数据传送成功率保持在100%。     

泛洪攻击对Epidemic机制下机会网络生命期的影响

机会网络应用中存在能量无法补充的场景,泛洪是机会网络中容易发生的攻击行为。从理论上分析了在Epidemic路由机制下,泛洪攻击导致的节点能量消耗以及对网络生命期的影响。分析表明恶意节点数量的增加会对网络生命期产生显著影响,而恶意节点注入的数据分组的数量仅能在特定的场景下产生影响,且影响轻微。使用ONE仿真平台对泛洪攻击进行了仿真实验,仿真结果与理论分析的结论一致。     

Multiattribute‐based routing for lifetime maximization in opportunistic mobile social networks

With the advancement in wireless technology and portable devices, smart phones have become one of the belongings of human being. People share their data online, but it has limitations due to transmission range and mobility. Yet opportunistic mobile social network enables users to share data online even if there is no connected path between source and destination. The widespread use of mobile phones equipped with WiFi, Bluetooth, and several other components and contact opportunities among humans bridge the gap between internet available and nonavailable area. In this paper, we have proposed a new routing approach which utilizes both spatial and temporal attributes of user such as probability to meet a particular location and remaining intercontact time between two nodes to select better relay nodes. Generally, users visit different locations such as sports stadium and mall, with varying probability. Users with similar interest form group, and each user has different intercontact time with other users according to their point of interest and visiting pattern. By utilizing multiattributes, different forwarding strategies have been devised for both inter and intragroup routing. The proposed work “point of interest (PoI)‐based routing” is implemented in Opportunistic Network Environment simulator, and the performance is analysed in terms of delivery rate, latency, overhead, goodput, and energy consumed. The simulation results show that PoI diminishes 23% of overhead and yields 24% improvement in goodput over the state‐of‐the‐art protocol. Thus, the simulation results reveal that our proposed work provides the balance between routing performance and resource consumption.     

机会网络数据替换机制性能分析与研究

首先对机会网络的研究背景进行了概述,然后对比了传统网络的数据替换机制和机会网络中的数据替换机制,重点分析了机会网络中数据替换机制的特殊性及典型数据替换机制的原理.最后对机会网络数据替换机制未来研究重点予以展望.