基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法

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1、基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法文章编号:1001-9081(2012)01-0070-04doi:10.3724/SPJ.1087.2012.00070?摘要:针对传感器网络中的节点安全定位问题,提出一种基于声誉机制的安全定位算法。算法引入信标节点的相互监督机制，使用Beta分布来表示更新和整合信标节点的声誉值，通过簇头节点来收集并判断哪些信标节点是信誉值高的可信节点，并应用声誉模型来排除提供错误定位信息的恶意信标节点，提高了恶意信标节点的检测率，减少了定位误差，提高了定位系统的鲁棒性；通过仿真实验详细分析了定位算法的有效性

2、和鲁棒性，所提算法适用于分布式传感器网络节点实现自身定位，且在定位精确性和安全性方面都有很大提升。?关键词:无线传感器网络；安全定位；信誉机制；节点定位；定位算法?中图分类号:TP393.01文献标志码:AAbstract:AnewlocalizationalgorithmbasedonreputationmechanismwasproposedtoimprovetherobustnessofthenodepositioningsysteminWirelessSensorNetwork(WSN).Thisalgorithmintrod

3、ucedamonitoringmechanismandreputationmodeltofilteroutmaliciousbeaconnodesgivingthefalselocationinformation,usedBetadistributiontoupdateandintegratethereputationofthebeaconnodes・Throughtheclusterheadnode,theproposedalgorithmcollectedandjudgedwhichbeaconnodeswerereliable,

4、increasedthemaliciousbeaconnodesdetectionrateswhilethepositioningerrorwasreduced・Finally,thesimulationanddetailedanalysisproveitsefficiencyandrobustness.Thealgorithmisefficientinself?positioningofsensornodesindistributedWSN,andthelocalizationaccuracyandsecurityaregreatl

5、yimproved・Keywords:WirelessSensorNetwork(WSN);securelocalization;reputationmechanism;nodepositioning;localizationalgorithm0引言?无线传感器网络是由大量低成本、微型化、智能化的传感器组成，具有快速部署、协同感知、高容错等特性，在军事、环境、医疗和商用领域都有很高的应用价值。作为一项新型信息采集技术，传感器网络与真实的物理世界紧密耦合，因此诸多网络功能的实现都必须依赖于节点的位置信息。传感器节点的位置信息不仅对网络本

6、身的协议设计和网络协调管理具有重要的理论意义，而且在众多相关的应用领域，如目标跟踪、目标识别、智能环境和精细农业等，同样具有非常重要的实际意义。因此，节点定位已经成为无线传感器网络研究领域的重要研究方向。？传感器网络最常用的节点定位方法是运用一些已知自身位置的信标节点(Beaconnodes)来协助确定普通传感器节点(Sensornodes)的位置信息。由于自身的脆弱性，节点定位系统很容易遭受各种定位攻击。但是在定位之前，传感器节点自身无法直接鉴别所接收的信标消息是否正确，自身难于检测到定位攻击或者评估信标节点信任情况，这使得传统的入

7、侵检测和信任评估模型无法直接应用到传感器网络定位系统。?本文提出的一种基于簇结构和声誉机制的节点安全定位算法能有效地解决这些问题。基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法是一个分布式安全协议旨在让信标节点相互监视，并提供信息让簇头节点判断普通传感器节点实现自身定位时信任哪个信标节点提供的位置参考信息。这种分布式模型不仅很大程度上缓解了对基站的依赖，并且使得恶意信标节点对普通传感器节点安全定位的影响降到最低。？1相关工作？无线传感器网络及移动自组织网络的安全是近几年关注的焦点。特别是节点定位安全更是重点研究的领域[1-8]。Wei等提岀

8、两种集中式的节点位置校验算法GFMfGreedyFilteringbyMatrix）和TlfTrustabilityIndicator）[9]o但是算法自身的顽健性差，攻击者很容易通过虫洞阻塞等攻击来篡改邻居观察，干扰检