[發明專利]基于信譽評測機制的WSN安全路由方法

無效

• 申請號: 201010101235.1
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101801011A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 楊武;王巍;苘大鵬;馬興國;玄世昌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W40/02;H04W40/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種基于信譽評測機制的WSN安全路由方法與系統。

背景技術

無線傳感器網絡WSN(Wireless?Sensor?Networks)綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，被廣泛應用于軍事領域、工業領域、醫療衛生領域等。它能夠實時監測、感知、采集網絡分布區域內的各種環境信息，并對這些信息進行處理，最后傳送給需要這些信息的用戶。

無線傳感器網絡路由面臨的安全威脅按來源分類，主要有兩種：外部攻擊和內部攻擊。外部攻擊可以通過常規的密碼安全機制進行有效的防御，但這些常規的安全機制無法對內部攻擊進行有效的防御。作為密碼安全機制的一個重要補充，信譽評測機制在抵御內部攻擊方面效果顯著，成為防御內部攻擊保證路由安全的一個重要手段，并受到了廣泛關注。

基于信譽評測機制的WSN安全路由方法與系統的研究目前處于起步和探索階段，如Reputation?based?Framework?for?High?Integrity?Sensor?Networks，2004，作者針對資源受限的無線傳感器網絡設計了一種信譽評測方法BRSN，通過大量的研究和實驗證明了用貝葉斯法則描述節點的通信行為非常貼切，利用貝葉斯公式對信譽分布與Beta分布進行擬合，得到節點的信譽很好地服從Beta分布，因此可以通過對Beta分布計算期望值而得到節點的信譽值。無線傳感器網絡中的信任管理，2008，作者對WSN下的信譽管理系統進行了總體上的深入的分析。A?novel?reputation?model?for?malicious?node?detection?in?wireless?sensor?network，2008，作者對BRSN信譽評測方法進行了改進，提出了通過引入第三方節點的間接信譽來更新信譽的新的評測方法I-BRSN，即加強了信譽在橫向上的分析。無線傳感器網絡安全路由協議研究，2009，作者在WSN地理位置路由協議GEAR(Geographic?and?Energy?Aware?Routing)基礎上引入I-BRSN信譽評測方法提出了E-GEAR(Enhanced-GEAR)安全路由方法，主要從加強信譽評測機制的橫向分析方面提高了基于信譽評測機制的WSN安全路由方法的性能。目前，提出的一些基于信譽評測機制的WSN安全路由方法與系統，使用的信譽評測機制只是根據節點自身的觀察信息進行信譽評測，或者只是考慮了橫向分析，以上方法用于WSN安全路由方法與系統中的節點信譽評測信息量不足，而且分析不夠全面，存在評測不全面甚至誤判的缺陷。因此，基于信譽評測機制的WSN安全路由方法與系統還需要進一步改進完善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高網絡安全性、減小網絡能耗，延長網絡生命周期的基于信譽評測機制的WSN安全路由方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1)節點信譽因素獲取，根據節點的通信行為來獲取節點的信譽因素；

2)節點直接信譽評測，以節點的信譽因素為基礎進行節點的直接信譽評測；

3)節點信譽縱向和橫向分析，根據第三方節點的間接信譽和節點的歷史信譽等信息進行縱向和橫向分析相結合的WSN節點信譽評測；

4)節點信譽更新，周期性更新節點信譽；

5)WSN安全路由方法，路由方法以信譽作為一個主要標準進行路由選路。

本發明還可以包括：

1、所述的根據節點的通信行為來獲取節點的信譽因素的方法包括：1)多個節點對同一數據包進行確認；2)根據確認信息統計被評測節點轉發數據包的情況，節點轉發數據包情況即節點的信譽因素。

2、所述的以節點的信譽因素為基礎進行節點的直接信譽評測的方法包括：1)以節點的信譽因素為基礎，采用Beta分布描述信譽分布；2)計算Beta分布期望值得到節點的直接信譽值。

3、所述的根據第三方節點的間接信譽和節點的歷史信譽等信息進行縱向和橫向分析相結合的WSN節點信譽評測的方法包括：1)結合直接信譽和第三方節點的間接信譽對節點進行橫向分析，得到節點的當前信譽；2)結合當前信譽和節點整個生命周期中的歷史信譽進行縱向分析，縱向和橫向分析相結合得到一個全面的WSN節點信譽。

4、所述的周期性更新節點信譽的方法包括：1)啟動節點信譽更新定時器；2)信譽更新時間到后進行縱向和橫向分析相結合的信譽分析，更新節點信譽；3)返回信譽更新狀態，有三種返回狀態：信譽更新周期不變繼續定時更新；修改更新周期定時更新；取消信譽更新。