无线传感器网络中信任管理机制的研究

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1、博士学位论文无线传感器网络中信任管理机制的研究ResearchonTrustManagementMechanismsinWirelessSensorNetworks作者姓名：于艳莉学科、专业：计算机应用学号：10909008指导教师：李克秋教授完成日期：2013年7月15日大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途

2、使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：无线传感器网络中信任管理机制的研究魄近年4月年日大连理工大学博士学位论文摘要随着信息技术的飞速发展和网络应用需求的不断扩大，融合网络支持、服务支持和应用支持等多种技术于一体的无线传感器网络，得到工业界和学术界越来越多的关注。在无线传感器网络中，由于传感器节点通常布置在无人监控的开放式环境中，极易受到包括信息窃听、篡改、重放在内的多种方式攻击，其安全问题至关重要。要充分发挥无线传感器网络的优势，必须首先解决其安全性、高可

3、用性等关键问题。在当前网络安全技术的研究中，信任管理机制已成为传统安全技术的有效补充，利用信任管理机制解决无线传感器网络的安全问题是一项极具意义的研究课题。本文在总结信任管理机制代表性研究工作的基础上，总结和阐述了无线传感器网络中信任管理机制在抵御各类攻击方面的优势与不足，分析和比较了典型信任管理模型的研究方法。本文从无线传感器网络的特点出发，针对信任管理机制中尚存在的问题进行深入研究，从信任关系和信任值度量展开，分别提出了基于Rasch理论的信任管理机制、基于主观逻辑信任的被动信任模型和基于信任的安全数据融合模型，主要研究内容和贡献包括：(1)提出一种基于Rasch理

4、论的信任管理机制。针对当前无线传感器网络中的信任模型尚未考虑传感器节点的能力及任务难度的关系，导致信任评估缺乏公平性的问题，引入Rasch基本理论定义节点的适应度。在其基础上计算节点的信任值，解决信任的公平性问题，从而提高信任管理机制在无线传感器网络中的性能，在确保信任机制有效性的同时提高传感器节点的使用效率，达到降低耗能、提高整体网络生存周期的目的。并将该信任机制分别应用于分层结构和平面结构的网络中，提出两种拓扑结构下基于Rasch理论的信任管理算法。通过仿真实验评估模型的性能，并与现有的典型信任管理模型进行性能比较和分析。(2)提出一种基于主观逻辑信任的被动信任模型

5、。针对当前面向服务的信任管理模型缺乏灵活性的问题，将被动信任、直接信任与推荐信任相结合，将三种信任关系融入到面向服务的信任管理机制中，采用被动信任反馈算法有效识别恶意节点和鼓励诚实节点。通过仿真实验分析不同恶意节点比例下的信任值和网络性能，表明该信任模型扩展了服务资源信任关系，有效增强信任管理的灵活性，及时识别不诚实节点和不稳定节点。(3)提出一种新的基于信任的安全数据融合模型。针对当前数据融合方法中的安全可靠问题，对采集数据和融合数据的数据准确性完整性进行验证，由此记录融合节点及子节点的行为信息，由基站对各节点进行信任评估计算，构建候选融合节点表和代表节无线传感器网络

6、中信任管理机制的研究点表。采用代表节点对单元内相同数据进行传输，能够降低网络耗能。通过实验表明，该模型能够及时有效的识别恶意节点，实现融合数据的安全可靠性，并与现有的安全数据融合模型比明显降低了网络能耗。关键词：无线传感器网络；网络安全；信任管理；服务质量；数据融合一Ⅱ一大连理工大学博士学位论文———二———————————————————————————————————————————————————————一ResearchonTrustManagementMechanismsinWirelessSensorNetworksAbstractWiththedevelo

7、pmentofinformationtechnologiesandtheexpansionofnetworkapplica·tionrequirements，awirelesssensornetworkhasbeenfocusedonbyindustryandresearchfieldsmoreandmore．Manytechnologiesareappliedinwirelesssensornetworks，includingnetworksupporttechnology，servicesupporttechnologyandappl