无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由

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  摘 要:随着无线网络的快速发展路由节点的安全水平和安全保护都受到了更多的关注。本文从对于无线传感器网络进行简析入手,对于无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由进行了细致的分析。
  关键词:无线传感器网络;模糊信信任;可信路由
  由于无线传感器网络中的数据和节点往往是以开放的形式进行传播,因此信任模型尤其是以模糊信任为基础的可信路由的应用就能够更加切实的提升无线传感器网络的整体安全性。
  一、无线传感器网络简析
  无线传感器网络包括了许多内容,这可以从具体特征、信任模型、评判方法、影响因素等方面得以体现。以下从几个方面出发,对无线传感器网络进行了分析。
  1.具体特征
  无线传感器网络具有自身明显的特征。众所周知由于无线传感器网络具有很强的开放性和多点跳等特征,这意味着一些可以获取密钥以及身份的节点很有可能会因为受到网络上的攻击或者是被黑客所捕获而成为妥协节点。其次,由于在无线传感器网络的路由过程中网络的数据包也很有可能被其他人发起的窃听所影响或者是被俘中间节点对于汇聚结果进行拦截动作或者是丢弃动作,并且在这一过程中甚至可以出现更加严重的数据篡改以及黑洞攻击等影响无限传感器网络的问题。其次,无线传感器网络具有的另外一个明显特征就是非常依赖监管机制,即如果缺乏必要的监管机制则会使得无线传感器网络非常容易从内部被破坏。因此在这一前提下将基于行为监测的信任模型引入无线传感器网络的路由机制中就显得极为必要了。
  2.信任模型
  无线传感器网络的运行需要信任模型的支持。通常来说信任模型的主要内容包括了在每一个节点上执行对于邻居节点的路由信任情况评级。在这一过程中存在有基于模糊推荐的自动自组网信任模型,并且也存在着无线自组网的信任模型,通常来说这包括了两者信任模式,例如包传递信任和信任值传递等模式,甚至可以部署相应的安全认知协议。其次,信任模型的内容通常还包括了有效的定位无线传感器网络中妥协节点的认证机制,这一认证机制能够通过节点的数据报送和丢弃来进一步判断节点或者线路是否属于妥协节点。与此同时,信任模型的运用需要基于模糊信任的无线传感器网络可信路由算法的支持,这一算法通常是在已有的路由协议的基础上通过引入节点可信度作为路由选择和信任模型的度量方法。
  3.评判方法
  无线传感器网络具有独特的评判方法。一般而言在基于分簇的无线传感器网络中技术人员可以有效的采用变权模糊综合评判方法来对于节点的路信任值进行细致的计算,从而能够进一步的使得避免出现过低剩余能量或是是存在过低包转发率的问题。其次,技术人员在选择评判方法的过程中需要注意的是过低路由信息往往会篡改信任节点或者是导致较高的信任植从而被选为簇头节点,这主要是为了能够切实的避免行为恶意的节点破坏网络路由。与此同时,技术人员评判方法的选择过程中需要考虑到无线传感器网络中模糊信任的表示和综合评判的模式,从而能够选择出最为有效的评判方法。
  4.影响因素
  无线传感器网络的安全水平会受到诸多因素的影响。由于基于分簇的无线传感器网络路由算法中能够影响到簇头的实际可信度,因此这意味着其信任的评价方法本身也需要考虑到多个因素。其次,技术人员在无线传感器网络影响因素的分析过程中可以进行多因素的模糊综合评判,在这一评判中比较常见的方式是采用加权平均法来进行模糊综合评判,并且由于每个因素的重要性不同,因此这导致了它们在决定节点的信任值时所起的作用也不相同。
  二、模糊信任为基础的可信路由
  模糊信任为基础的可信路由是一项系统性的内容,其内容主要包括了常权综合评判、常权综合评判、总体信任情况、仿真与分析等内容。以下从几个方面出发,对模糊信任为基础的可信路由进行了分析。
  1.常权综合评判
  常权综合评判是模糊信任为基础的可信路由重要的评判方法。众所周知常权加权平均综合评判是在综合评判中把每个因素所具有的权重视为定值,在这一过程中技术人员可以通过采用常权综合评判法来在一定程度上反映出各个因素的重要性。但是在这一过程中需要注意的是对于某种具体情况而言如果某个因素的剩余能量因素指标过低,那么即使这一情况下的其他因素指标再高但是这一节点本身也是不能够被信任的。其次,技术人员在进行常权综合评判时需要加大部分因素的综合评判权值来进一步突出评估值低的项,从而能够有效的优化综合评判算法输出的综合信任值。但是在这一过程中需要注意的是如果处于剩余能量不很低的情况下常权综合评判往往会会给该因素的权重太大,并且使得其他因素的影响不能得到有效的体现,因此,采用常权模糊综合评判方法在解决实际问题时本身往往具有一定程度的局限性。
  2.变权模糊评判
  变权模糊评判则是与常权综合评判不同的另外一种评判方法。通常来说基于变权模糊综合评判的无线传感器网络可信路由变权模糊综合评判就是在综合评估中权重随评估向量而改变的综合评判法。在这一过程中由于常权模糊综合评判在进行节点的多属性信任综合评判时具有很强的局限性,因此这意味着技术人员可以通过采用变权模糊综合评判方法来进行路由过程中节点的信任评判。与此同时,技术人员在进行变权模糊评判时应当合理的规避数值过于依赖单因素问题的出现。
  3.总体信任情况
  总体信任情况通常也被稱为素评估值,这一信任情况主要是表示各因素评价值均为最高值。当总体信任情况处于最好情况时因素E所占的权重往往也会被称为基础权重,这一权重通常能够通过层次分析法等方法的应用而得到。其次,在技术人员分析总体信任情况的过程中当W的评价值为最低但是其他因素评价值为最高时,因素E所占权重的上确界则会达到最大值。与此同时,在对于总体信任情况进行分析时技术人员可以通过对节点信任值的综合考虑来进一步得到更加可靠、值得信赖的路由。
  4.仿真与分析   在得出总体信任情况之后技术人员需要进行的工作就是仿真与分析了。技术人员在仿真与分析的过程中首先应当对于无线传感器网络中节点的数个信任评判因素的基础权重进行合理的确定,然后分别对于某一具体的评价向量通过使用相应的算法计算得到变权值。其次,在仿真与分析的过程中应当以节点信任值的评价区间为基础来得到这一节点的能量信任的具体数值以及转发信任值。与此同时,技术人员在仿真与分析的过程中需要对于路由的信息篡改信任值进行综合的评判,然后得出这一节点的实际信任评价为。在其他的情况下,如果路由信息篡改率属性信任评价值非常低但是能量评价值较高,则其结果是数据包转发信任值下的降,但是综合来说这一节点的信任评价仍然处于尚可信任的区间。
  三、无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由
  无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由需要相应要点的支持,例如变权法与常权法对比、规避节点带来的总信任值降低、使用结果分析等内容。以下从几个方面出发,对无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由进行了分析。
  1.变权法与常权法对比
  变权法与常权法的对比能够让无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路由变得更加可靠。技术人人员在变权法与常权法的对比過程中可以通过加大其权重的方法来进一步的突出这一因素并且起到引起决策者充分注意的效果。其次,技术人人员在变权法与常权法对比过程中需要对于其他部分因素值比较高但是权重因素比较低的节点给予不可信判定。因此,技术人员采用变权模糊综合评判方法可分别计算出在不同组的评价下关于数个因素的权值和综合信任值。例如技术人员采用常权模糊综合评判法,并且通过与常权法计算出的结果相比可以进一步得出相应的结论,即在评价越高越好的前提下,只要不是每个因素在单因素评估中都取最大值,则使用变权法所得综合值总比以基础权数为权数用“常权法”所汁算出来的综合值小,这与开始提出的用降低综合值的办法突出单因素评估时评估值低的结论是吻合的。
  2.规避节点带来的总信任值降低
  无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路需要合理的规避节点带来的总信任值降低。技术人员在规避节点带来的总信任值降低的过程中如果有某个因素的值较低,则技术人员则可以通过加大其权值的方法突出这一项的影响并且最终起到较大地降低综合后的信任值的效果,然后可以以此为基础来引起决策者的注意。其次,由于规避节点带来的总信任值降低能够有效的避免给于具有某方面缺陷的节点较高的总体信任值,从而可以进一步得到可信的簇头选举和路由过程。在规避节点带来的总信任值降低的过程中技术人员将该信任机制应用到无线传感器网络路由过程来得到相应的仿真结果。与此同时,技术人员在规避节点带来的总信任值时应当对于妥协节点出现篡改路由信息包的恶意行为来使用变权综合评判信任模型进行规避,最终可以起到得到更加可信的路由。
  3.使用结果分析
  使用结果分析是无线传感器网络中以模糊信任为基础的可信路核心内容之一。技术人员在使用结果分析的过程中首先应当采用变权综合评判信任模型的路由协议,既所谓的leach-c 协议然后再进一步的采取采用变权综合评判信任模型的路由协议Routing success ratio来对于结果进行分析。其次,技术人员在使用结果分析的过程中应当在基于深刻理解分簇无线传感器网络的簇头选举和路由过程的前提下使用信任机制来进一步的提高路由的成功率和可靠性。与此同时,技术人员在使用结果分析的过程中可以通过合理的采用变权综合评判算法计算信任值来进一步的提高具有过低值的属性的权值并且突出现存的缺陷来避免具备某一缺陷的节点被选为簇头节点或者是转发节点。最后,大量的仿真结果很好地表明了变权法与常权法等算法相比较传统的基于普通加权综合评判的可信路由算法和未引入信任模型的 Leach-C 协议都具有更高的数据转发成功率和路由可信度。
  四、结束语
  对于无线传感器网络而言基于信任管理的安全模型有着重要的应用价值,而以模糊信任为基础的可信路由就是其中较为出色的一种安全模型。因此技术人员应当对于无线传感器网络路由信任评估与数据传输控制关键技术进行细致的研究,来促进我国无线传感器网络整体安全水平的有效提升。
  参考文献
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