基于信任感知的无线传感器网络安全路由机制研究

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017198

通信学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (10): 60-70.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2017198

基于信任感知的无线传感器网络安全路由机制研究

秦丹阳¹(),贾爽²,杨松祥¹,马静雅¹,张岩¹,丁群¹

¹ 黑龙江大学黑龙江省电子工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080
² 哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江哈尔滨 150001

修回日期:2017-09-07 出版日期:2017-10-01 发布日期:2017-11-16
作者简介:秦丹阳（1983-），女，江苏苏州人，博士，黑龙江大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为无线传感器网络、群智感知以及视觉定位等。|贾爽（1992-），女，黑龙江绥化人，哈尔滨工业大学博士生，主要研究方向为无线传感器网络信息安全与定位技术等。|杨松祥（1993-），男，山东烟台人，黑龙江大学硕士生，主要研究方向为无线传感器网络信息安全等。|马静雅（1993-），女，黑龙江伊春人，黑龙江大学硕士生，主要研究方向为无线传感器网络信息安全等。|张岩（1994-），女，黑龙江绥化人，黑龙江大学硕士生，主要研究方向为无线传感器网络信息安全等。|丁群（1957-），女，黑龙江哈尔滨人，黑龙江大学教授、博士生导师，主要研究方向为无线传感器网络、安全通信密钥、混沌加密技术等知等。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61771186);国家自然科学基金资助项目(6157118);黑龙江省自然科学基金资助项目(QC2013C061);黑龙江省博士后科研启动基金资助项目(LBH-Q15121);黑龙江大学研究生创新科研基金资助项目(YJSCX2016-019HLJU)

Research on trust sensing based secure routing mechanism for wireless sensor network

Dan-yang QIN¹(),Shuang JIA²,Song-xiang YANG¹,Jing-ya MA¹,Yan ZHANG¹,Qun DING¹

¹ Key Lab of Electronic and Communication Engineering,Heilongjiang University,Harbin 150080,China
² Communicate Research Center,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China

Revised:2017-09-07 Online:2017-10-01 Published:2017-11-16
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61771186);The National Natural Science Foundation of China(6157118);The Natural Science Foundation of Heilongjiang Province(QC2013C061);The Postdoctoral Research Foundation of Heilongjiang Province(LBH-Q15121);The Postgraduate Innovation Research Foundation of Heilongjiang University(YJSCX2016-019HLJU)

摘要/Abstract

摘要：

针对无线传感器网络节点能量受限及部署环境恶劣所导致的典型网络攻击对数据安全带来的严重影响，提出了一种具有轻量级特性并能同时抵御多种典型网络攻击的信任感知安全路由机制（TSSRM）。在深入分析网络攻击特点的基础上，从节点行为维度与能量维度构建了综合节点信任度计算模型，通过对多项QoS指标量化，实现安全路径选择算法的优化。性能分析与仿真结果表明，TSSRM可以同时实现无线传感器网络的安全性和高效性。

关键词: 无线传感器网络, 最优路径, 安全路由, QoS度量, 信任度

Abstract:

Aiming at the serious impact of the typical network attacks caused by the limited energy and the poor deployment environment of wireless sensor network (WSN) on data transmission,a trust sensing based secure routing mechanism (TSSRM) with the lightweight characteristics and the ability to resist many common attacks simultaneously was proposed.Based on the analysis of the characteristics of network attack,the trust degree calculation model was constructed by combining node’s behavior with energy,at the same time the security route selection algorithm was also optimized by taking trust degree and QoS metrics into account.Performance analysis and simulation results show that TSSRM can improve the security and effectiveness of WSN.

Key words: wireless sensor network, optimal route, secure routing, QoS metrics, trust degree

中图分类号:

TN915.81

秦丹阳,贾爽,杨松祥,马静雅,张岩,丁群. 基于信任感知的无线传感器网络安全路由机制研究[J]. 通信学报, 2017, 38(10): 60-70.

Dan-yang QIN,Shuang JIA,Song-xiang YANG,Jing-ya MA,Yan ZHANG,Qun DING. Research on trust sensing based secure routing mechanism for wireless sensor network[J]. Journal on Communications, 2017, 38(10): 60-70.

图/表 14

图1

表1

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参考文献 20

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标度	2个因素相互比较
1	具有相同的重要性
3	一个因素比另一个因素稍微重要
5	一个因素比另一个因素明显重要
7	一个因素比另一个因素强烈重要
9	一个因素比另一个因素极端重要

参数	数值
通信距离	40 m
数据分组发送间隔	5s
节点初始能量	1 000 J
传感器节点数量	100
数据分组长度	100 B
能量阈值	400 J
初始信任度	0.5,1]
非信任值间隔	0,0.45]
监测范围	200 m×200 m
检测的错误率	0.1
P(a)	0.01
N(a)	-0.1
ω ₁,ω₂	0.90,0.98
δ	0.15
td (r)_th	0.45

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