一种基于多维度信任的WSN安全数据融合方法

针对无线传感器内部恶意节点可能产生的攻击行为进行分析,提出了基于无核心节点的信任评估机制,邻居节点间互相进行行为监控,利用一种基于多维度信任的计算模型得到了对方的信任值,再根据由D-S证据理论的合成法则,对直接信任与间接信任进行合成.实验结果表明,提出的方法能够有效对恶意节点的重放攻击、数据包数量异常、伪造数据等攻击行为进行限制,降低其节点信任值,提高无线传感网络的安全性和可靠性.     

无人值守WSN中一种具有激励机制的信任管理模型

针对传统信任模型易遭受恶意推荐攻击及提供少数正常服务即可赚取高信誉度的问题,充分考虑无人值守WSN高度自治特点,提出了一种具有激励机制的信任管理模型.利用节点信誉服从Beta分布的理论,计算节点的信任值及其置信度.采用贝叶斯估计方法,将对节点的直接信任与来自邻居节点的推荐信息融合,计算节点综合信任.引入对评价行为的奖惩,激励节点持续地提供真实可信的服务,抵制对信任管理系统的恶意推荐攻击.仿真实验表明,与RFSN相比,引入置信度可避免不良节点通过少数正常行为获得高信任值,在通信量与存储空间显著减少,运算量相似的情况下,判别节点可信性更准确,适合节点资源受限无人值守的传感器网络.     

无线传感器网络中基于网络编码的容错路由

针对无线传感器网络中节点被窃听和盗用对数据安全传输所带来的影响,提出了一种基于网络编码的容错路由(fault-tolerant routing based on network coding,FR-NC).该路由算法利用网络中大多数节点能正确传输数据的特点,通过选举保证数据一致性,从而防止了盗用节点对数据的篡改;同时对随机编码系数进行加密,起到了对数据安全的监督和保护作用.通过对实验结果的分析,可以发现当网络中存在一定数量的盗用节点时,FR-NC具有较好的健壮性.     

无人机网络入侵检测与信任体系研究综述

无人机应用场景广泛,然而无人机网络节点移动性强,通信链路不稳定,资源受限,易受网络攻击。常见的攻击有拒绝服务攻击、信息窃取、GPS(global positioning system)欺骗、传播虚假消息等,并且这些攻击在实际应用中会造成许多风险事件。基于上述攻击,本文回顾了近年来无人机网络安全防御方案,首先介绍了入侵检测防御技术,包括基于特征分析的入侵检测、基于数字签名的入侵检测、基于异常行为和行为准则的入侵检测;然后阐述了信任管理模型,包括基础信任模型、分角色和分层信任模型和其他信任模型;最后概述了基于人工智能技术和区块链技术的新型技术安全防御方案。结尾提出完善入侵检测方案与信任体系面临的挑战,为无人机网络安全研究提供参考。     

基于贝叶斯网络的信息安全风险评估方法

在系统分析信息安全风险要素及评估过程的基础上，针对评估过程中的不确定性信息难以量化处理的问题，引入贝叶斯网络推理算法，并结合专家知识给出贝叶斯网络下的推理规则条件概率矩阵，从而构建了信息安全风险评估模型．最后以实例分析了基于此模型的风险评估方法．仿真结果表明该方法是一种有效的评估算法，较为准确地了反映了信息安全的风险等级，为信息安全风险评估提供了一种新的思路．     

一种基于数字水印的无线传感器网络数据识别传输方案

针对无线传感器网络中数据的真实性识别问题,提出了一种基于数字水印技术的无线传感器网络数据识别传输方案.为了区分正常数据包与异常数据包,定义了数字基因构造方法.利用待发送数据自身特征构造数字基因,设计了水印嵌入和检测算法,将数字基因作为数字水印嵌入到待发送数据中,实现无线传感器网络中传输数据的真实性识别.仿真实验表明,该方案能够有效地识别出注入、重放和随意修改的数据包,实现无线传感器网络中数据的有效传输.     

基于贝叶斯网的网络故障监测方法

提出了一种基于贝叶斯网络的智能故障监测方法．通过有限混合模型对单个MIB变量的行为进行建模，将基于模型参数产生的残差用以描述MIB变量的状态；把观测得到的各MIB变量的信息经由贝叶斯网络加以融合，从而计算出网络出现故障的概率，包括未知的和不可预见的故障．实验中，在故障发生前约5mm网络异常的后验概率超过0．5，表明该方法能够在故障发生以前发现网络异常行为．     

两层无线传感器网络多维数据隐私保护范围查询协议

针对现有两层无线传感器网络隐私保护范围查询协议存在数据安全低、感知节点通信能耗较高,且较少针对多维数据的问题,提出了一种基于交叉0-1编码和质数融合的两层无线传感器网络隐私保护范围查询协议。在数据提交阶段,感知节点采集多维数据并根据属性维度分组,采用交叉0-1编码、质数融合等方法优化比较因子的计算方式,用AES算法构建加密约束链,提高数据安全性,降低计算和通信能耗。在查询处理阶段,Sink节点对查询范围值采用交叉0-1编码和质数融合操作产生比较因子,将查询单元格与比较因子作为查询指令送至存储节点;存储节点根据交叉0-1编码比较规则将采集数据与查询范围值的比较因子比较,完成多维数据范围查询,结果发送给Sink节点。在结果验证阶段,Sink节点根据多维加密约束链中的采集周期时间和特性,验证查询结果的真实性完整性。在实验部分,采用Cortex-M4和Cortex-A9内核开发板实现协议内容,验证了数据提交、隐私数据查询、隐私数据查询结果真实性和完整性验证等功能。通过对本文协议与CSRQ(communication-efficient secure range queries)协议在感知节点通...     

环形区域无线传感器网络的密钥管理方案

密钥管理是无线传感器网络面临的极具挑战性的安全问题之一.无线传感器节点具有有限计算和储存能力,如何在连通性、能量消耗和安全性之间寻找平衡是热点问题.本文提出了一种环形区域无线传感器网络的密钥管理方案.该方案将无线传感器所在区域划分为环形区域,采用分层式网络结构,对环形区域进行再划分,利用数据包格式和传感器节点的广播特性...     

基于非线性反正切函数的WSNs高效数据融合方案

高效的数据融合节能策略是延长无线传感器网络生命周期的关键技术之一.为有效节省网络节点能耗提升网络性能,给出一种基于非线性反正切函数的无线传感器网络高效数据融合算法.该算法首先根据数据传输流量变化确定一个均值中心时刻点,然后通过采用非均匀采样的方法进行采样,距离中心点越近的时刻,采样点越多,数据融合率越低;距离中心点越远的时刻,采样点越少,数据融合率越高.仿真和性能分析结果表明该算法具有较好数据融合性能,具有易于实现和灵活高效的特点,可适用于实际的无线传感器网络环境中.     

基于蚁群算法的无线网状网安全路由算法

根据蚁群算法的自组织性、分布式计算以及正反馈与无线网状网路由问题有着惊人相似的特点,提出了基于蚁群算法的无线网状网安全路由算法.在该算法中引入基于模糊理论的信任评估模型,使前向蚂蚁在选择下一跳之前,先对节点进行信任评估,用来检测恶意节点,阻止恶意节点的主动攻击.分析结果表明,该算法能满足无线网状网负载均衡的要求,保障无线网状网路由安全.     

一种基于网络编码的组播共享树算法

针对无线传感器网络中网络资源消耗过快和带宽利用不足问题,提出了一种基于网络编码的组播算法.算法在目标节点和源节点之间建立两条冗余路径,每个目标节点的冗余路径整合成了组播共享树,在冗余路径上利用Dijkstra算法选择编码节点,利用网络编码技术对数据编码传输.仿真结果表明该算法提高了网络带宽利用率,降低了网络资源消耗和传输时延.     

一种基于GAF拓扑控制的加权质心定位算法

针对无线传感器网络节点定位的能量均衡问题,提出采用蜂窝结构GAF算法进行拓扑控制的基础上,使用改进的加权质心算法进行节点定位。该算法通过区域划分增加信标节点选择的有效性,通过对距离加权减少多径效应影响。性能分析和仿真结果表明该算法可构造良好的网络拓扑结构,均衡节点能耗,延长整个网络的生存周期,提高节点定位精度,在密集型网络中可获得良好的定位性能。 更多还原     

基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点的设计与实现

针对矿井下信道环境的复杂性与特殊性, 设计并实现了基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点. 通过对比论证传感器节点各模块选型, 提出了基于AD8232为心电信号采集芯片、STM 32F103C8T6为处理器以及SI4463为无线收发芯片的ECG传感器节点设计方案. 在阐述传感器节点的软件设计思路与低功耗策略的基础上, 对ECG传感器节点的功耗以及对于矿工ECG信号采集传输性能进行测试与分析.     

无线传感器网络中的一种分布式能量有效成簇算法

为了延长无线传感器网络的生存时间,需要设计适合无线传感器网络特点的能量有效的协议。成簇算法能够减少无线传感器网络的能量消耗,对增强网络的可扩展性和延长网络的生存时间有着重要的作用。现有的算法对多路衰退的链路并不十分能量有效,针对这些算法的不足,提出了一种基于     

基于多目标优化的无线传感网无干扰分簇算法

为减少无线传感网的网络能耗并延长网络寿命,提出了一种基于多目标优化的无线传感网无干扰分簇算法(interference-free clustering algorithm,IFCA)。该算法在保证簇间无通信干扰的前提下,将网络能耗和网络覆盖作为优化目标,使用遗传算法和非支配排序优化分簇方案。通过仿真实验分析了节点数量、监测点数量、节点通信半径和节点覆盖半径对本文算法划分网络分簇的结果及无干扰分簇后网络覆盖的影响。仿真结果表明,本文算法适合于具有大量节点的大型无线传感网,在这种网络中,本文算法会智能设置传感器节点的角色,即成员节点、簇头节点和孤立节点,从而达到了对监测点的最优覆盖,实现了网络节能。     

WSNs中基于Chebyshev多项式的可认证密钥协商方案

无线传感器网络中节点之间的通信在整个网络中有着重要地位,其安全性也逐渐受到关注.本文基于Chebyshev多项式提出了一种节点之间可认证的非对称密钥协商方案,利用Chebyshev多项式的半群特性和计算上的单向性设计会话密钥机制完成节点之间的认证功能,分析结果表明本文方案可以抵御无线传感网中的典型攻击.     

适用于无线传感器网络的数字水印技术

针对无线传感器网络的数据安全问题,提出了一种适用于无线传感器网络的数字水印技术,并设计了水印的生成、嵌入和检测算法.该算法通过水印信息标识发送方节点的身份,将水印信息嵌入到节点采集的数据中进行发送,并在数据融合的过程中保留这种信息.接收方节点通过验证水印信息来判断数据的可靠性,一旦检测到了水印信息则进行存储和转发,使水印信息的数据不被丢弃.通过分析和实验验证,结果表明:该算法可以有效地验证数据的可靠性,水印信息在数据抽样和汇总中不被破坏,具有较好的可行性和实用性.     

基于优化Paillier算法的两层无线传感器网络范围查询计算方法

针对现有两层无线传感器网络范围查询中数据计算效率较低以及感知节点能耗消耗较高的问题,提出一种基于优化Paillier算法的两层无线传感器网络范围查询计算方法。首先,利用具有可验证性的优化Paillier方法加密感知数据,在保证数据安全隐私的前提下实现密文下的数据运算,将计算平台从查询节点转移到存储节点,提高数据运算效率。其次,提出一种基于最左0-1编码和HMAC数据摘要算法的低功耗数值比较方法,在保证数据稳定性的前提下,降低感知节点能耗。最后,给出该方法的具体设计与实现,并利用树莓派和温湿度、光照强度传感器构建感知节点,利用英伟达TX2边缘计算平台构建存储节点,以此构建实验平台,将范围查询计算方法在该平台进行移植与实现。与现有方法在感知节点能耗、数据计算效率方面进行对比分析,结果表明,本文方法能够在降低感知节点能耗的基础上提高数据计算效率。     

基于可编程器件的Rijndael加密算法优化实现

本文针对无线传感器网络传感器节点处理能力弱、携带能量低的特点,提出基于Rijndael算法优化的数据加密技术.通过对Rijndael加密算法的数据存储、列混合以及轮变换等特点的分析,提出对于加密算法的优化建议,采用可编程逻辑器件对优化后的加密算法进行设计和实现,并进行加密验证,同时对优化后加密算法的数据处理速率、算法功耗、逻辑资源占用情况进行评估.由实验结果可知,优化后的Rijndael加密算法相比优化之前有很大的突破,能够适用于无线传感器网络的数据加密.