【技术实现步骤摘要】
一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议
本专利技术属于无线网络路由安全领域,特别是一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议。
技术介绍
随着物联网的快速发展,无线传感器网络在军事、环境监测、医疗、工业生产、交通控制等领域的应用越来越广泛。然而,由于节点的计算能力、存储容量、能量等限制,影响了无线传感器网络的发展。特别是随机部署在复杂环境中的无线传感器网络更容易受到恶意节点的路由攻击。因此,安全路由协议的设计成为近几十年来无线传感器网络的研究热点。
技术实现思路
节点的信任值是参与安全路由协作的基础,这意味着在路由路径中,更容易选择值较大的节点作为中继节点。利用节点的直接信任值、间接信任值、挥发因子和剩余能量来计算综合信任值,如果综合信任值小于预先设定的阈值,则认为节点是不可信的。基于邻居的接收和发送数据包,节点可以获得其与每个邻居的直接信任值,节点i与其邻居节点j的当前直接信任值可以表示为(1)其中前者代表历史信任值,后者代表当前信任值。和()分别是历史信任值和当前信任值的权重,这取决于WSNs的具体应用。和分别是发送和接收的数据包数与数据包总数的比值,可以表示为:(2)(3)此外,定义了挥发因子和,以快速排除从具有高信任值的正常节点转变而来的恶意节点,从而尽快降低先前的高信任值,其表示为:(4)(5)其中T是网络的当前时间,是时间阈值。和都是用来调整信任值变化速度的常数。此外,引入以保证历史信任值不太小,并使挥发因子在 ...
【技术保护点】
1.一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议,其特征在于:包括节点计算信任值,sink决策和路由建立与维护三个阶段;信任值计算包括直接信任值、间接信任值、挥发因子计算和能量信任值计算,最终对其进行加权平均计算综合信任值;sink决策包括sink计算链路质量,传输距离和最优路径;路由建立与维护包括sink根据最优路径值去选择数据传输的路径,并且对其进行更新与维护。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议,其特征在于:包括节点计算信任值,sink决策和路由建立与维护三个阶段;信任值计算包括直接信任值、间接信任值、挥发因子计算和能量信任值计算,最终对其进行加权平均计算综合信任值;sink决策包括sink计算链路质量,传输距离和最优路径;路由建立与维护包括sink根据最优路径值去选择数据传输的路径,并且对其进行更新与维护。
2.根据权利要求1所述的一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议,其特征在于:所述的节点i对节点j的直接信任值如下:
(1)
其中前者代表历史信任值,后者代表当前信任值;和()分别是历史信任值和当前信任值的权重;和分别是发送和接收的数据包数与数据包总数的比值,可以表示为:
(2)
(3)
此外,定义了挥发因子和,以快速排除从具有高信任值的正常节点转变而来的恶意节点,从而尽快降低先前的高信任值,其表示为:
(4)
(5)
其中T是网络的当前时间,是时间阈值;和都是用来调整信任值变化速度的常数;此外,引入以保证历史信任值不太小,并使挥发因子在一定范围内周期性衰减;节点i对节点j的间接信任值是由其公共邻居节点提供的直接信任值计算而来,节点i对节点j的间接信任值入下:
(6)
其中,是节点i对u的直接信任值,是节点u对j的直接信任值,u是i和j的可信公共邻居节点,并且,如果节点i对u的信任值小于阈值,则将节点u定义为不可信节点且将其排除网络之外;此外,的值设置为0.35;
只有当节点j的剩余能量大于阈值时,节点j才能参与TSPR的操作,节点i对节点j的能量信任值为:
(7)
考虑到安全性和能耗,节点i对节点j的综合信任值公式如下:
(8)
其中,,和分别是满足的直接信任值、间接信任值和能量信任值的权重;并且满足,本发明的,和的值分别为0.34、0.4和0.26。
3.根据权利要求2所述的一种基于信任值的无线传感器网络安全路由协议,其特征在于:所述链路质量描述为:
(9)
其中dis是链路的传输距离,其公式如下:
(10)
从公式(9)可以看出,如果存在虫洞攻击,两个恶意节点之间的距离会很长,这必然会产生较大的dis值,从而降低链路质量,将恶意节点排除在链路之外;
此外,考虑到链路的延迟,本发明定义了一个最...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡黄水,韩优佳,姚美琴,赵宏伟,
申请(专利权)人:长春工业大学,
类型:发明
国别省市:吉林;22
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