具有传输成功率保证的概率路由算法的TTL预测模型

概率路由算法是机会网络中一种常用的路由算法,其TTL的设置将直接影响路由的性能.本文首先利用马尔可夫链对概率路由的转发过程进行建模,并从消息的传输成功率和传输延时方面进行性能评估,不仅可以计算出一个消息从源节点到目的节点所需的传输延时,还可以预测出在给定传输成功率下所需要的最短消息生存周期TTL,这对于TTL的设置具有理论上的指导作用.其次,本文建立的预测模型还可以使一些无法到达目的节点的消息及时被删除,从而减少不必要的转发,达到节约网络资源的目的.最后,在两个真实数据集中的实验结果表明,本文提出的模型能够为概率路由中TTL值的准确设置提供有效参考.     

延迟容忍移动传感器网络中基于最优距离的可靠节能传输策略

在延迟容忍移动传感器网络（Delay Tolerant Mobile Senor Networks，DTMSN）的数据传输过程中容易出现数据丢失及节点因能量耗尽而导致网络生存时间减少的问题.针对上述问题本文提出了基于最优距离的可靠节能传输策略，该传输策略利用距离与能量的关系解决了DTMSN中的三个重要问题：可靠性、能源效率、网络生存时间.首先，在链路质量保证下，引入了"可靠节能距离"和"可靠能量平衡距离"两个概念.此外，通过分析节点间距离、节点运动方向及节点当前剩余能量来确定节点的综合效用值，最后根据综合效用值的大小来路由消息.实验结果表明，该策略显著提高了消息的投递率及可靠性保证下传感器节点的能量利用率，延长了网络的生存时间.     

MANET中高效的安全簇组密钥协商协议

针对移动自组网中组密钥管理面临的诸多挑战,提出一种高效的安全簇组密钥协商协议(ESGKAP,effi-cient and secure group key agreement protocol).ESGKAP基于提出的高性能层簇式CCQ_n网络模型,有效地减少了组密钥协商过程中的秘密贡献交互开销,增加了协议的灵活性、可扩展性和容错性.ESGKAP无需控制中心,由秘密分发中心构造门限秘密共享,所有成员通过协商生成簇组密钥,提高了方案的安全性,且基于ECC密码体制提高了簇组密钥生成的效率.同时,提出高效的签密及门限联合签名方案,确保簇组成员能够对接收的簇组密钥份额进行验证,进一步增加了方案的安全性.使用串空间模型对ESGKAP方案进行了形式化分析,证明了其正确性和安全性.最后,通过与BD、A-GDH和TGDH协议比较,表明ESGKAP能有效减少节点和网络资源消耗,很好地适用于特定的移动自组网环境,具有更为明显的安全和性能优势.     

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.     

机会网络中基于有权社团结构图的路由协议研究

基于社团检测的机会网络路由算法大多采用无权重网络拓扑划分社团,仅将节点间的关系抽象为一条简单的无权重的边,忽略了节点关系的强弱程度。本文通过引入权重策略改进了QCA社团更新算法,提出了一种基于有权社团结构的路由算法,该算法解决了社团关系定量化单一的问题,更能真实反映出社团成员之间的关系。算法中,节点间的交互信息转化为权重,根据不同的网络环境选择不同的权重转化方案———归一化权重（normalized weight）和非归一化权重（non-normalized weight）。路由算法在检测到周围网络环境变化时自动切换权重计算方案以适应网络环境的变化。通过在仿真环境和真实数据集上测试和分析,该算法能够将网络中的节点划分出合理的社团结构,并在保证较高的传输成功率的情况下降低网络开销。     

基于移动预测的快速分层移动组播体系结构

 由于移动节点的位置是不断变化的,移动IPv6协议给出了支持移动节点的远程加入和双向隧道两种组播方法,但这两种方法都有各自的缺点.本文提出基于移动预测的快速分层移动组播体系结构(mobility prediction based fast and hierarchical mobile multicast architecture,简称MP-FHMM),通过移动预测,在切换前为移动节点配置好切换信息,并且在切换时使用基于FMIPv6改进的快速组播切换方法,有效减少了切换延迟以及由此引发的组播数据分组丢失.另外,由于采用层次型结构的移动组播管理,屏蔽了节点在子网内的移动,减少了因节点移动而重构组播树的频率.     

WSN中基于身份的高效多播认证协议

分析了无线传感器网络中已有多播认证协议的不足,给出了基于PKC的WSN安全协议研究进展,并提出一种基于身份的高效多播认证协议.该协议具有消息恢复功能,可有效缩短签名长度,减少协议的通信和计算开销,克服公钥密码体制开销大的缺点.在随机预言模型下证明了协议在适应性选择消息攻击和身份攻击下是存在性不可伪造的.最后,基于MICA2DOT无线传感器网络节点对协议的能量消耗进行了定量分析,结果表明,本协议的性能优于HESS、Zhang和BLS等协议,能更好地适用于资源受限的WSN环境.