基于节点信任评估无线传感器网络路由协议研究报告

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1、-中图分类号：TP393论文编号：10006SY0917347硕士学位论文基于节点信任评估的无线传感器网络路由协议研究作者姓名周翔作者学号SY0917347学科专业仪器科学与技术指导教师吴银锋讲师.---培养院系仪器科学与光电工程学院ResearchonRoutingProtocolBasedonNodeTrustEvaluationforWirelessSensorNetworksADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouXiangSuperviso

2、r：WuYinfengSchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEngineeringBeihangUniversity,Beijing,China.---中图分类号：TP393论文编号：10006SY0917347硕士学位论文基于节点信任评估的无线传感器网络路由协议研究作者姓名：周翔申请学位级别：工学硕士指导教师姓名：吴银锋职称：讲师学科专业：仪器科学与技术研究方向：无线传感器网络信任管理学习时间自2009年9月10日起至2011年12月10日止论文提交日期201

3、1年12月1日论文答辩日期2011年12月10日学位授予单位北京航空航天大学学位授予日期年月日.---关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者

4、签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意北京航空航天大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日.---摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN

5、s）路由协议面临着复杂的安全威胁。传感器节点通常随机部署在开放、无人值守或恶劣的环境中，节点资源受限，缺乏必要的安全措施，较容易被攻击者捕获，改造成恶意节点，对路由层发动选择性转发攻击、拒绝服务攻击、蠕虫洞攻击、女巫攻击、陷洞攻击等。另一方面，无线传感器网络感知数据的私密性、通信信道的不稳定、数据包的多跳传输、部分节点的自私行为、设备故障、环境改变等，都给安全路由的设计带来了严峻挑战。信任评估机制能够解决节点被俘获所导致的内部攻击问题和节点失效问题，对于提高路由安全和网络性能具有重要意义。为建立可靠高效的数据传输环境，顺

6、利实现网络正常功能，迫切需要对信任评估和层次路由的关键技术进行深入研究。因此，论文以节点信任值的计算和应用为核心，建立了一套基于节点信任评估的安全路由机制：通过邻居节点间的相互观测和协作，评估主体识别并排除恶意节点、自私节点和故障节点；在节点安全可信的基础上，建立层次路由协议。论文的工作主要包括以下三部分：一、分析了无线传感器网络常见攻击形式的特点，提出了一种基于概率统计的单值信任评估模型。根据节点通信、数据内容和能量等网络行为，定义了多种信任因子，使用加权平均的方法计算节点的直接信任值，通过简单信任推荐协议获得客体的推

7、荐信任值。仿真和实验结果表明，该模型能够简单快速地评估节点间的信任值，有效识别恶意节点。该模型主要采用比值和加权平均方法，算法复杂度较低，符合无线传感器网络内存、计算能力和能量有限的特点。二、为合理表述主观信任的不确定性和模糊性，提出了一种基于证据理论的多值信任评估模型。根据观测的各种信任因子，评估主体使用模糊逻辑方法计算证据理论的基本置信度，结合本地历史记录和时间的上下文关系，动态评估邻居节点的直接信任值；经过信任值的条件传递和动态聚合过程，获得来自第三方节点的推荐信任值；使用D-S证据理论，综合直接和推荐信任值，计算

8、客体的总体信任值。仿真结果表明，该模型具有良好的动态性和鲁棒性，能够有效抵抗多种网络攻击，提高了网络的安全性。三、在上述工作基础上，提出了一种基于节点信任值的无线传感器网络层次路由协议HRBNT.---。该算法结合信任值、密集度和节点间距离进行路由主干节点的可信选举；利用信任值排除恶意节点，保障簇结构的安全。仿真结果