基于传感网络的可信性研究

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1、基于传感网络的可信性研究第一章绪论1.1研究背景随着当今社会的快速发展，科技水平也在不断地提高，各种通信和微电子技术逐步成熟，传感网络作为一种新兴的事物逐渐进入到人们的视野当中。传感网络是由一组具有信息釆集能力、计算能力和无线通信能力的微型传感器节点组成的自治系统，这些节点通过无线信号的方式互相连接，构建成一个自组织的传感网络，并能够实时采集和处理其覆盖范围内的监测目标信息，最后将这些信息传送给相关管理者⑴。利用无线传感网络可以在各种特定环境下对客观世界的物理信息进行有效釆集，并可以通过互联网实现数据的共享

2、，呈现出一个真实的外部世界。可以说传感网络能够将逻辑信息世界和物理世界进行有效地融合，为我们的生活和研宄带来了更多的便利，极大地扩展了人类感知世界和认识世界的能力。传感网络技术的使用最早可以追溯到上世纪70年代，在越南战争期间，美国曾使用无线传感网络进行相关辅助。到20世纪80年代至90年代，美国成功研制出了具备感知、通信和计算能力的现代无线传感器节点[2]。20世纪90年代后，随着信息技术的高速发展，无线传感网络逐渐引起了世界的广泛关注。1999年，在美国召开了有关移动计算与网络的国际会议，会议上提出了无

3、线传感网络将是下一个世纪人类所面临的又一个发展机遇的重要理论。美国的《时代周刊》则将无线传感网络技术评选为21世纪最具影响力和改变世界能力的21项技术之一。进入21世纪，无线传感网络更是受到了世界各国工业界、学术界以及军事界的极大关注，并被认为是国际上继互联网之后的第二大网络[4]。2003年，美国的《技术评论》杂志评选出了对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术，无线传感网络技术名列第一位。随着当今社会计算机、通信、人工智能以及自动控制等技术的不断发展，无线传感技术得到了飞速的提升，无论在军事上还是民用上

4、，无线传感网络的应用都取得了长足的进步。.1.2当前研究现状可信性的提出己经有很长时间了，其在社会科学和经济领域都有相关研宄。随着传感网络的不断发展，针对传感网络可信性问题的研究也逐步扩展幵来。当前针对传感网络可信性的研究主要集中在两大方面：一是集中分析造成传.感网络不可信的因素，包括一些外界环境的不确定因素，和一些内部的不可靠因素（如遭受入侵、性能不稳定等）。通过相应的应对机制来对传感网络进行保护，以避免其受到各类特定攻击的影响；二是研究基于信任结构的安全防体系，这些体系一般以各种可信理论和信任模型为基础

5、，可以作为传统安全机有效补充。通过识别无线传感网络固有的弱点，来高效地弥补其内部的安全漏洞，在实现网络高效互通的基础上进一步提高其可信性[7]。针对当前的研究情况，以下列举了几种典型的研究成果：(1)文献[8]中提出了一种基于信息摘的可信模型在传感网络中的应用，该模型利用信息摘理论对传感网络中节点的剩余能量数据进行预处理，然后以短消息的方式进行反馈汇报，进而提高传感网络的可信性和安全性；(2)文献[9]中提出了一种基于云理论的无线传感网络信任模型，该模型首.先构建一种基准云，然后通过云相似度来识别传感网络中

6、的恶意节点，同时利用云信任模型也可以有效地减少计算量，提高传感网络的安全性；(3)文献[10]中提出了一种传感网络的分布式信任模型，该模型采用源地址认证的方法，一方面能够避免恶意节点利用虚假地址的方式对传感网络产生影响；另一方面也能够利用源节点对目标节点的直接信任值，和周围节点的推荐信任值，对目标节点的信任值做出判定；.第二章可信性与传感网络2.1可信性的概念和发展当前可信性的定义有很多，不同的专家和组织对可信性的定义各有不同。近些年来，在信息安全领域所取得的研究共识当中，可信性主要包括以特性[14]:(1

7、)真实性，即系统中主体的身份、信息和内容是足够真实的；(2)可控性，是指通过施加一定的认证、授权等控制机制，能够对系统的行为进行有效控制；(3)安全性，是指在受到各种安全威胁时，能够保证系统和信息都足够安全(4)可靠性，主要是指系统中信息获取的可靠性，以及信息在传输过程中的可靠性；(5)隐私性，指系统中主体的隐私是受保护的和可匿名的；(6)可生存性，即系统在遭受攻击或发生故障时，仍然能够按照原来的需求提供有效服务。可信性不同于安全性和可靠性，一般的安全性和可靠性是指客观地具有提供安全和可靠等功能的能力，但并

8、没有对这些能力建立起主观的信任关系。而可信性不仅是指具有提供安全和可靠等功能的能力，而且能够给用户建立起一种信任关系，使用户在享有这些功能的同时产生主观信任[15]。尽管可信性概念的提出已经有一段时间了，但国际上针对可信性的研宄和探索还不深。2.2传感网络概述传感网络是由大量无线传感器节点以自组织的方式形成的一种无线网络，能够实现远程监测和控制等功能。被部署在固定区域中的节点具有感知、计算和通信的能力，并能够通过