移动Ad-Hoc网络中的信任管理研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asd137889706
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动Ad-Hoc网络(MobileAd-HocNetworks,MANETs)是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个无线移动通信系统网络,它可以不依赖于预设的网络基础设施而临时组建。网络中移动的节点利用自身的无线收发设备交换信息,当相互不在彼此的通信范围内时,可以借助其他节点的中继来实现信息的交换。MANETs自身的灵活组网方式和高抗毁性等特点,使得它在战场通信指挥和控制方面发挥出重要的作用,同时,在移动会议、传感器网络,以及即将建立的物联网中都有着广阔的应用前景。但是网络中节点的恶意行为常会给整个网络带来极大的安全隐患和破坏性,如在作战环境中,若敌方捕获某节点,就会利用它进行恶意攻击(maliciousattack),这会给整个作战通信网络带来极大的破坏,甚至可能导致战争的失败;在物联网中,MANETs不仅被要求能够成功地完成信息采集和处理,而且还要能够完成信息的安全传输。在数据传输过程中,恶意节点会对数据信息进行篡改或故意丢失,这就大大降低了系统的稳定性和利用率,缩短网络的使用寿命。因此,在MANETs中,甄别和筛选恶意节点,以提高网络中节点的交易成功率是十分重要的。研究表明,信任管理可以起到甄别,孤立,排除恶意节点,提高网络中节点的成功交易次数,保证网络健康持续发展以及延长网络寿命的作用。然而,有限的计算,有限的通信带宽和动态的网络拓扑都使得在MANETs中建立信任关系十分困难。MANETs节点间的信任关系不同于其他网络,具有以下特点:(1)无线通信信道的脆弱性;(2)节点的脆弱性;(3)基础设施的缺乏;(4)拓扑结构的动态变化性。从上述特点可以看出,MANETs与目前广泛应用的有线的固定网络存在着巨大的差别,这使得现有固网中许多安全措施难以在MANETs中实施,因此MANETs的安全问题更为突出。由于信任管理是通过收集和处理证据信息,获得经验,并以此为依据做出决策,所以搜集到的信息是否真实、可靠就成为实施信任管理的前提。同时也是网络中节点信誉形成的基础。   移动Ad-Hoc网络的网络结构特点决定着在该网络中的信任管理体制中,信息的搜集和信任传递等方面有着很大的局限性,这直接导致了MANETs的资源闲置及不稳定等问题,直接影响着网络的健壮性和网络的寿命。因此,本文针对MANETs的信任管理中基于声誉的信任管理的两个关键环节:行为监视和声誉评价进行研究。   1)行为监视:   MANETs中,现有的大多数信任模型以直接交易来对服务节点做出评价,这样就不可避免地出现联合欺骗和恶意推荐等问题。为了克服这种问题,前人提出了一种名为Watchdog的监视方法,Watchdog运行于每个节点上,负责监视邻居节点的行为。这种通过本地监视技术来发现和排除不良节点的思想在很多研究中都得到了普遍的应用。   2)基于声誉的信任管理   基于声誉的信任管理就是通过综合分析直接交互经验和其他节点推荐的间接经验,以评估对特定节点的信任程度,并使信任评估结果能正确地体现节点的未来的行为上。信任值会随着节点行为和时间而改变,行为好的节点的信任度增加,而有不良行为的节点的信任值则相应降低;在推荐过程中,来自不同节点的经验在信任评估中所占的权重也会随着时间推移而降低。声誉评价是基于声誉的信任管理的核心问题,其依据是自身通过直接经验和其他节点推荐的间接经验。目前出现了许多对目标节点进行综合评价的声誉评价方案,部分声誉评价方案在MANETs的信任管理方案中得到了应用。如:基于权重的声誉评价方案,对不同推荐路径的推荐信任值进行加权平均,权重由推荐节点的信任值、声誉及时间等因素决定。这种方法简单直观、易于理解,然而,不满足声誉评价的结合率性质,这就会导致相同的信任证据通过不同方式评价会产生不同的结果,并且该模型中的推荐权重参数主观性非常强;Beth模型的声誉综合计算采用简单的算术平均,无法很好地消除恶意推荐所带来的影响,信息论中熵的有关概念及性质也被用于声誉评价。   节点间的直接信任关系是建立信任管理模型的基础。如何能够精确地描述节点间的信任关系,以及准确的描述节点间的信任传递关系则成了任何信任管理模型都要面临的首要问题。因此,本文在总结前人工作的基础上,针对MANETs中节点的自私行为做了如下工作:   1)针对MANETs的网络特点和结构特征:通过精确描述节点间的信任关系和节点间的交易行为,提出了有利于提高网络中节点交易成功率和网络利用率的信任管理模型,可以用来增强网络的安全性和健壮性;   2)提出了一个基于第三方观察者的信任管理模型:该模型通过计算节点相似度的方法选择第三方作为观察者,利用Watchdog机制,通过信息反馈,使得被服务节点能够更全面的交易信息,从而对交易结果进行更精确地判断。增强了节点间信任关系的准确性;   3)建立了有利于精确计算节点声誉的信任管理模型:该模型基于A.Josang等人提出的不确定性模型(通常称为b,d,u模型),同时考虑到交易次数和信任值对信任传递的影响,着重分析不确定度u的产生和变化过程,从根本上研究不确定性u的产生原因,并提出不确定度u会随着交易变化而变化,但是不会变为零的思想。以此为基础建立的声誉评估模型能够更加清晰的描述信任传递过程中的信任变化关系,从而有利于计算节点的声誉值和提高交易的成功率。   本文针对MANETs中节点的自私行为,建立了基于第三方观察者的信任管理模型和有利于精确计算节点声誉的信任管理模型,这两个模型从理论上能够对网络中的自私节点进行判断,在一定程度上能够优化网络的结构和健壮性。
其他文献
追踪控制问题作为多智能系统分布控制的一个重要的问题受到了来自数学、生物学、社会学、计算机科学、控制科学等不同领域的研究者们的普遍关注.本文主要研究了二阶多智能体
探讨初中数学教学的特点与模式,有益于推动初中数学教学改革,也有益于提升初中数学教学效益。本文主要论述了初中数学教学的特点,探讨了初中数学课堂教学常见的模式,以供参考
本论文利用临界点理论中的极小极大方法研究了几类椭圆系统解的存在性与多解性问题.全文共分五章.   第一章简述临界点理论的发展历史及现状,以及本文的主要工作.   第
复杂流体包括高分子溶液、熔体、悬浊液、电磁流变流体,广泛地存在于日常生活中。由于它包含了不同成分间以及和外场的相互作用,产生了大量特殊的流变学上的新现象和新特征。复
CPI(Consumer Price Index)是国际上应用最广泛的指数之一,其在衡量实际消费和实际收入、调整工资、指数化社会保险、社会保障标准评定等多处民生问题中得到应用,同时也被广泛
5月19-21日,由中国通用机械工业协会和中国机电产品进出口商会联合举办的“2016中国机械电子(印尼)品牌展览会”暨“2016中国国际流体机械展览会(印尼)”在印度尼西亚首都雅
《数学课程标准》明确指出:在数学教学过程中,我们应当让每一位学生都有机会接触、了解、钻研自己感兴趣的数学问题,最大限度地满足每一位学生的数学需要,最大限度地开启每一
双向联想记忆神经网络(BAM)和Cohen-Grossberg神经网络及它们的各种推广形式在模式识别、人工智能、联想记忆和最优化问题等方面有着广泛应用,因而近年来备受数学家、物理家
在医学统计和流行病学研究中,人们经常会遇到新的治疗方法和标准治疗方法的等价性评价问题,即齐性检验问题。危险度比的齐性检验是其中重要的一种。目前在国内外通常采用配对
消费日报2012-11-20报道:今年前三季度,我国纸和纸板出口逐步回暖。海关统计数据表明,前三季度,我国共出口纸及纸板(未切成形的)353.1万吨,同比增长2.5%,价值42.3亿美元,增长