信任管理_查千明

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1、无线传感器中的信任管理1引言WSNs具有节点资源有限、网络应用相对单一的特点。而且，一般情况下整个网络从属于一个机构。所以，WSNs的授权策略较为简单，无须采取授权凭证方式的信任管理。而且，基于公开密钥算法的授权凭证的签署和授权凭证中公钥的使用也不适合于资源有限的WSNs。所以,目前对WSNs的信任管理系统的研究主要集中于对节点进行信任值评估，借助信任值评估增强WSNs的安全性、健壮性等方面。在WSNs设计伊始，针对当前因特网由于起步时设计上的安全缺陷引起的众多问题，研究者一致认为安全应该渗透到WSNs设计的各个方面。对于WSNs的信任管理，一直陆续有站与节点间基于地

2、理信息的安全路由。2004年，Ganeriwal-Srivastava提出人关注。2003年，Sapon等人基于信任管理识^问题位〕以及问题区域，实现了基RFSN(reputationbasedframeworkforsensornetworks)是一个较为完整的基于信誉的WSNs中的信任管理系统。2005年，Krasniewski等人的TIBFIT(trustindexbasedfaulttolerancefordatafaultsinsensornetworks)将信任用于安全的数据融合。2006年，Garth等人将信任管理用于簇头(clusterheadz简称C

3、H)选举。2006年以来,国内许多单位也开始针对无线传感器网络信任管理的研究，包括中国科学院软件研究所、国防科学技术大学、复旦大学、东北大学、武汉大学等。随着WSNs基础硏究的逐渐成熟，相关应用的逐步拓展，对WSNs中信任管理的关注也逐年上升。由于传感器节点资源有限而导致的节点自私行为，以及由于节点被俘获而导致的恶意行为等,都会严重影响WSNs的正常运行。而节点被俘获后，其存储的秘密就会暴露，这对基于密码体系的安全措施构成了很大的威胁，所以，WSNs中安全架构的设计都要考虑如何在部分节点被俘获时仍能正常运转。用信任管理识别恶意节点、自私节点，识别错误数据，将信任管理应

4、用于路由、数据融合、簇头选举等WSNs的各项基础支撑技术及应用支撑技术中，将信任管理与WSNs的安全架构相结合，可以全面提高WSNs的安全性和可用性。2无线传感器中的信任管理分类层次式信任管理是指对信任值的评估、传递以及存储等管理具有层次特点，往往与网络拓扑及信任值的应用有着紧密联系。如基于基站与传感器节点自然的层次结构而形成的以基站为中心的信任管理;在有簇结构的WSNs中，会形成基站•簇头节点•普通节点的3层信任管理;在安全的数据汇聚应用中，信任管理往往基于汇聚树的层次结构。在层次式信任管理中，信任可以逐层传递，上级存储所有下级或者相邻下级的信任值。信任也可以逐级汇

5、聚，形成不同层次的信任值。平面式信任管理是指在信任管理的过程中，网络中所有节点及基站地位是平等的，采取相同的计算模型和管理策龍没有明显的中心或层次。2.1全局信任管理和本地信任管理全局信任管理是指节点在整个网络中具有唯一的信任值，一般在有簇结构的WSNs中常见。本地信任管理则是指被评估节点在不同评估节点处的信任值可能不一致，节点根据本地存储的信彳壬值作出决策,或者根据本地信任值以及邻居节点发送的信誉综合决策。2.2基于信誉的信任管理和基于本地信息采集的信任管理在进行信任评估时，由于信息不完全可能会造成评I古值的偏差。为了获得更为准确的信任值,往往需要综合考虑其他节点的

6、信任评］古值以修正本地的评估结果,这就是基于信誉的信任管理的基本思想。但是在WSNs中，由于节点资源有限，为了减少通信及计算耗费，有的信任管理系统在信彳壬值评估时，只简单考虑节点本身对被评估节点的观察结果以及交互行为评价等本地信息，节省了其他节点传输信誉值的能量耗费。2.3通用信任管理和应用相关信任管理通用信任管理是指综合考虑信任定义的各方面要素定义的一套完整的信任管理框架，包括信息采集、传递、存储、计算、更新等信任管理各方面的设计。信任值的计算不具有针对性，是对节点可信性的一个综合评估，可以用于WSNs网络运行及应用的所有相关技术中。而应用相关信任管理具有很强的针对

7、性，信任管理过程中的所有环节设计都与特定的应用密切相关，比如用于安全路由的信任管理往往需要识别自私节点、低竞争力节点，而用于安全数据融合的信任管理一般不需要处理自私节点，甚至在一些系统中，当恶意节点没有发送错误数据时（只进行丢包、更改目标地址等行为）也不会影响其信任值。3WSNs中信任管理框架由于无线传感器节点资源有限，所以WSNs环境下的信任管理框架需要根据WSNs环境的特点进行传输、计算、存储等各方面的优化・WSNs信任管理系统体系结构如图1所示SecurityschemebasedontrustmanagementTrustcomputingu