[发明专利]一种基于多因素的无线传感器网络信任管理模型

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络中基于多因素的信任管理模型研究，具体是根据节点间合作记录表保存的合作信息构建节点信任管理模型。它属于无线传感器网络中信任管理技术领域。

背景技术

随着无线传感器技术的不断发展与进步，其应用也变得越来越复杂，由于它低成本低污染的优势，并且能够解决现代社会中面临的环境与生态监测、交通控制等问题，使无线传感器网络在社会生活中的作用也变得越来越重要。

无线传感器网络是一组传感器通过Ad Hoc（移动自主网络）的方式构成的网络，它的目的是协同感知、可靠传输和智能处理感知到的信息。与Ad Hoc网络一样，它们都是自组织、可重构的网络，无线传感器网络在某种程度上讲是Ad Hoc的一种特例。不过无线传感器网络也有其自身的特点，如：不确定的网络环境，不可靠的无线链路，动态变化的网络拓扑，随机进行的节点分布，有限的能量、存储、计算和通信能力。无线传感器网络必须要考虑到一般网络安全机制中不是很关心的功耗问题。所以，诸如Ad hoc的那些无线网络中的安全机制是不能直接应用在大规模的分布式的无线传感器网络中。比起Ad hoc等网络，无线传感器网络显得更加脆弱，面临的安全挑战也更为严峻。而这其中一个明显的安全问题就是当传感器节点被敌方俘获后发生的内部攻击，这是Ad hoc等网络中没有出现过的，同时也是基于传统的密码体系的安全机制不能解决的问题。

为了进一步提高无线传感器网络的安全系数，并且对密码技术进行有效的补充，学术界已开始广泛地关注无线传感器网络中信任管理技术的研究，通过对节点信任度的评估，进行故障节点、低竞争节点和被俘获节点的识别，同时也采取相应的有针对性的措施来平衡网络的开销，减少不必要的损失，从而提高网络的可靠性、安全性和持续性。

发明内容

技术问题：本发明提出了一种基于多因素的无线传感器网络信任管理模型，该模型根据节点间的合作记录表保存的合作信息对节点的信任值进行评估，从而快速识别网络中的恶意节点，平衡网络中各节点的开销，减少不必要的资源损耗，杜绝了因内部节点被俘获所造成的信息泄露问题，保证无线传感器网络可靠、安全、持续地运行。

技术方案：本发明提出的基于多因素的无线传感器网络信任管理模型主要由三层组成，分别是信任值计算层、信任值管理层和信任值应用层。其中计算层是基础，管理层是核心，应用层是目的。该模型的具体结构如图1所示，符号说明如表1所示。

表1符号说明表

信任值计算层：

信任值计算是该模型的基础，它包括直接信任值计算、不良合作值计算、能量因子计算和总信任值计算，节点的总信任值由直接信任值、不良合作值和能量因子共同决定，总信任值的取值范围是[0,1]；

1）直接信任值计算

节点的直接信任值D_i,j计算是以节点间合作记录表保存的合作信息为基础，分别建立合作评价函数、消息权重函数和时间衰减函数，最后由三种函数合成计算出节点的直接信任值，其取值范围也是[0,1]，计算公式如下：