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．     

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.     

能量有效的无线传感网络节点调度算法研究

在无线传感网路中,在某些情况下引入以节点地理位置为分簇依据的GAF算法虽能有效节省节点能量,但由于其随机选择簇头,没有考虑簇头最佳位置分布,因此并不能对节点能量进行充分利用.针对此问题,提出一种新的改进算法L-GAF算法,其主要思想是寻找最佳位置簇头节点,通过定期动态转换虚拟单元格,改变节点与中心点的距离,利用节点度策略和节点剩余能量优化簇头选举机制,均衡能量分布.实验证明:与GAF算法相比,此算法延长了网络的生命周期,提高网络的负载能力.     

基于无线传感器网络的环境监测系统

针对当前城市环境保护与在线监测的需要，提出了一种利用具有自组织特性的无线传感器网络（wireless sensor networks, WSN）对温度、湿度和噪声等环境变量进行在线监测的方法．该方法采用了对等式网络体系结构、低功耗微小网络节点、基于拓扑树的网络初始化配置算法以及基于地理位置特性的路由算法，不仅解决了传统监测方法中网络布线复杂、精度有限的问题，而且具有实时性和容错性强等特点．仿真结果表明，在1000个节点、通信距离为100m的条件下，监测数据延迟时间〈600ms，较好地满足了实时环境监测的要求。     

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.     

基于信号飞行时间与误差分析的改进无线传感网络Bounding-box定位算法

为提高无线传感网络定位算法的实效性,针对Bounding-box定位算法定位精度不足的问题,提出了基于信号飞行时间与误差分析的改进Bounding-box定位算法。该算法根据累计距离误差,在正方形重叠区域重新划分离散小方格,然后按照累计距离误差最小化准则,选择对应离散小方格的中心点坐标作为待定位节点的定位位置。通过仿真实验表明,提出的改进Bounding-box定位算法,在距离测量精确和小误差情况下,能够明显提高定位精度。此外,真实环境实验表明,在采用信号飞行时间作为距离测量技术的条件下,提出算法的定位误差最小。更多还原     

基于簇的无线传感器网络密钥预分配方案

通过把网络划分为多个六边形区域,每个节点预先存储多个子密钥空间中的密钥信息,采用基于组的部署方式,提出了一种新的基于分簇结构的无线传感器网络密钥预分配方案.该方案能够动态更新节点的密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题.性能分析和仿真结果表明,与现有的密钥预分配方案相比,该方案可以确保任意两个相邻节点之间都能够建立一个惟一的对密钥,节点所需的密钥存储空问减少,密钥建立和更新所需的通信开销很小,网络的抗攻击能力得到较大提高.     

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.     

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.     

基于贝叶斯网络的船舶港口国监督检查滞留风险研究

针对港口国监督(Port State Control, PSC)检查的复杂性和不确定性, 基于贝叶斯网络理论构建船舶PSC检查滞留风险分析模型. 以东京备忘录(Tokyo MOU)中2014~2017年船舶PSC检查样本数据为基础, 运用R语言bnlearn包进行贝叶斯网络的结构及参数学习. 同时分别执行贝叶斯网络的正向、逆向推理, 定量表示各风险因素与滞留结果之间的相互作用关系, 找出导致船舶滞留的高风险因素, 实现不确定环境下船舶PSC检查滞留风险的全面动态分析. 实证表明, 模型具有较高的精确度, 可为检查人员的滞留决策及航运公司的安全风险管理提供有效依据.     

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...     

无线传感器网络的自身定位算法研究

自身定位算法在无线传感器网络技术的目标定位和跟踪等方面起着举足轻重的作用,而算法的优劣直接影响着自身定位和目标定位的精度．以传统的DV-hop算法为依据,提出了一种WDH（Weighted-DV-hop）定位算法,在获得跳数的步骤中,根据接收到的传播信号区分强弱程度,并取0．d．5或1作为跳数递增量的加权修正值,来得到新的跳数．最后通过Matlab平台实现算法的验证,表明其可以明显地提高定位的精度．     

基于贝叶斯网络的稀疏出租车GPS轨迹路径还原方法

为提高出租车GPS大数据的可用性, 提出一种基于贝叶斯网络研究稀疏出租车GPS轨迹路径还原的方法. 与传统仅基于时空变量的研究方法不同, 新算法同时考虑天气条件、驾驶员特性、车辆行驶特性与出租车的载客状态等因素来进行路径还原预测. 以宁波市体育中心周围的路网为例, 将出租车服务信息管理平台的GPS轨迹数据作为测试对象, 验证本文方法的适用性. 结果显示, 基于多因素的贝叶斯网络方法在还原精度方面(达到91.4%)优于Logit选择模型. 此外, 新算法尤其适用于出租车轨迹数据缺失率较高的场景, 比如缺失轨迹点跨度在5 min左右.     

基于贝叶斯网络的船舶污染事故应急预案完备性评估

根据船舶污染事故应急预案涉及的事件和事件之间的逻辑关系构架了应急预案的故障树结构, 将故障树结构贝叶斯网络化, 构建了标准贝叶斯网络图, 由此建立一种船舶污染事故应急预案完备性评估的新方法. 利用该方法对市级船舶污染事故应急预案的缺失事件进行了分析, 评估了预案的完备度, 并与其他评估方法进行比较, 验证了该方法有效.     

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。     

一类具有非线性发生率的无线传感网络蠕虫传播模型的延迟动力学行为

研究了一类具有不同发生率的无线传感网络蠕虫传播模型的延迟动力学行为。由于在监测节点隔离不稳定节点需要消耗一定的时间,在模型中考虑了处理时滞。通过分析相应特征方程根的分布情况,得到了平衡点存在性、模型局部稳定性和Hopf分岔存在的充分性条件。通过构造合适的李雅普诺夫函数,证明了蠕虫病毒平衡点的全局稳定性。数值仿真实验验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明,当处理时滞的值越过关键值时,网络中的蠕虫传播将失去控制,发现无线传感网络的覆盖范围是控制蠕虫传播和保证无线传感网络安全最为重要的因素之一。并通过仿真发现消除模型混沌状态的一些关键参数,其中非线性发生率βSII+1是控制蠕虫病毒传播、保证无线传感网络安全的最佳选择。     

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     

利用SOPC技术改进的基于无线传感网络的药材种植系统

由于药材生长的环境条件苛刻,监控参数较多,针对国内药材种植监控系统功耗大、算法复杂等问题,本文利用SOPC技术改进传统的监控系统,提出最佳节能动态采样的思想,动态的调整节点的休眠时间,达到最佳的节能效果.软件编程上采用事件驱动、宏观调度并结合最佳动态采样的算法.同时,通过移植实时操作系统u C/OS-II,主节点实现大量复杂的实时功能,包括参数监控、功耗管理、数据库管理,甚至视频传输等.系统通过嵌入安全性极高的Niche Stack TCP/IP协议栈构建了Web服务器,能够将监控数据实时传递到Internet和手机.     

基于混合贝叶斯网络数据挖掘及研究生升学预测模型的研究

给出了基于MAP和MDL混合机制的贝叶斯网络结构学习算法,新算法吸取了两种方法各自的特点,具有计算简单、收敛速度快且能综合利用先验知识及专家知识的优点。并结合A校研究生的海量数据进行实验,结果表明：新的预测模型准确率可达84%,且推理高效合理。     

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.