基于数据和能量可信的物联网信任模型-论文.pdf

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1、2015年3月安阳工学院学报Mar．2015第14卷第2期(总第74期)JournalofAnyangInstituteofTechnologyVo1．14No．2(Gen．No．74)基于数据和能量可信的物联网信任模型朱程(蚌埠学院计算机科学与技术系，安徽蚌埠233030)摘要：正在掀起第三次信息技术革命的物联网具有巨大的应用前景，其信息传递通过传感器节点实现，由于传感器节点具有能量、计算能力有限等特点，需要进行数据融合。物联网在进行数据融合过程中易受到各种类型的攻击，为了保证融合结果的真实性和可靠性，建立了一种

2、基于数据和能量可信的信任模型，仿真结果表明该模型具有一定的可靠性。关键词：物联网；数据融合；信任模型中图分类号：TP212．9；TP393．08文献标志码：A文章编号：1673—2928(2015)O2—0022—03物联网被认为是继计算机、互联网、移动通信利用同一区域内节点采集的数据在时间、空间上网络之后的又一次信息产业革命。它通过各种可的相关眭，这样能够减少节点之间的数据交换。能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，1．1．1相似度矩阵从而实现对物品和过程的智能化感知、识别和管若物联网中参与数据融合的节点集

3、合为S=(s，理u。实现物联网的关键技术之一是无线传感器S：，⋯，sn)，z(k)表示k时刻节点Si的输出，(k)表示状网络，它通过传感器节点实现数据的采集和传态转移矩阵，G(k)表示过程噪声分布矩阵，H(k)表递。由于传感器节点受到能量和计算能力有限等示输出矩阵，V(k)表示具有零均值的高斯噪声向约束，需要进行数据融合。保证融合过程中节点量，wfk1表示正定协方差矩阵的高斯噪声向量。采数据的安全性是物联网实现基础信息采集和后续用Kalman滤波算法1进行状态更新。可用式(2)描应用的基本要求。述系统的状态方程和输

4、出方程。近年来，对网络的可信研究已经成为一个热{Iz@+=H@+IV@，(一2)点”。信任是传感器节点在数据交互或合作中的信誉度，能够降低节点之间的交互风险。所谓信由于节点所处的环境和自身行为不一致，状任模型，就是根据节点本身与其他节点之间交互态估计向量会略有差异。为度量这一差异，用c。，的历史数据进行量化，建立评价体系，通过计算信(klk)=P。(klk)+P~(klk)表示两个澳0量的估计误差协方任值来判断节点的可信程度。差之和，定义k时刻的状态估计向量的标准化差为本文针对物联网中传感器节点存在不安全因式(3)

5、。由正态型隶属度函数的模糊测度可定义k素的问题，利用节点的数据和剩余能量综合评价时刻两状态向量的相似度为式(4)。广^^]建立信任模型。计算节点的数据信任值和能量信u=c(klk)lX(klk)一f(klk)l(3)任值，并根据其在不同环境下的重要性，分别赋予LJ不同的权重，用式(卜1)计算节点信任值。其中T(=exp[一6n】(4)表示节点信任值，TD表示节点的数据信任值，TE表其中b是系数，u()和do(k)分别表示列矢量和示节点的能量信任值，和表示权重，+=1。标量。由于同一区域中数据融合过程由独立的节=+：

6、(1)点组成，因此状态向量间的相似程度也代表了节1节点的信任模型点测量值之间的相似程度。1．1数据信任值的计算由以上相似度可得k时刻参与数据融合各节在物联网中，传感器节点感知的数据在进行点在同一区域的相似度矩阵为式(5)。融合时不仅与节点本身的历史数据有关(即时间1d⋯d。相关)，也与同区域内其他节点的数据有关(即空D=d211⋯d2●●间相关)，并且节点行为特征随时间的变化规律具●dld，⋯l有某些统计特征1。因此，计算节点的信任值可以收稿日期：2014—11—21基金项目：蚌埠学院2014年院级自然科学项目(2

7、014ZR08)；安徽省大学生创新训练项目(AH201311305069)。作者简介：朱程(1984一)，女，江苏镇江人，蚌埠学院计算机科学与技术系助教，硕士，研究方向：计算机网络。第二期朱程：基于数据和能量可信的物联网信任模型23相似度矩阵描述了k时刻物联网中同一区域㈣=E(k一1)+p(10)节点s=(s。，s：，⋯，sn)的测量在空间分布的信息，是对厅几，'，'、节点空间信任值的计算。时间系列fD(k)，k=l，2，⋯l(=旦{@一1)+[p(一(助】}(11)描述了到当前时刻为止节点在时间分布的信息，1．2

8、能量信任值的计算是对节点时间信任值的计算。在物联网中，节点之间的数据传输是建立在1．1．2节点的数据信任值计算以簇为基础的网络结构上的，一般簇成员节点将设初值为零，ei(k)表示k时刻节点i的计数器。采集到的数据直接发给簇头节点，簇头节点对接d(k)表示式(5)中第i行第j列，若dii(k)≥E(E。是阈收到的数据进行融合，再将融合后的数据通过一值)，则计数