基于监督机制的WSN安全数据融合算法设计

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无线传感器网络技术被认为是21世纪最具有影响力的技术之一,已经被广泛的应用到了国防、工业、交通等诸多领域,成为了当前的研究热点之一,其安全问题也受到了广泛关注。与传统网络相比,无线传感器网络有着自身的一些缺点和限制,如能量有限、计算和存储资源有限、通信范围有限等,这使得无线传感器网络安全问题面临着更多的挑战。数据融合技术是一项能够减少能耗、消除冗余数据、增加数据准确性的重要技术,但同时受无线传感器网络的自身限制,数据融合又面临着很多严峻的安全问题,容易遭受各种攻击,如拒绝服务攻击、重放攻击、女巫攻击等。现有的很多安全数据融合技术主要使用加密机制来保证其安全性,但传感器节点很容易被俘虏而发生内部攻击,造成节点密码泄露,因此单独使用加密机制无法完全保证数据融合的安全性。为解决内部攻击问题,本文在现有的一些方法基础上,提出一种基于监督机制的无线传感器网络安全数据融合算法。首先,提出了一种适用于监督机制的网络结构模型,该模型在基于网格划分理论基础上构建了网格树结构,并将节点具体划分为三类角色。其次,引入监督机制来解决传感器网络内部攻击引起的数据篡改、数据包丢弃等问题,提出了针对on-off攻击特点的“快检测-慢恢复”检测算法,算法中节点监听网格内其他节点行为,使用不同的信任值计算方案,并将节点分为三种不同的状态,灵活处理安全数据融合问题。最后,设计一种发现恶意节点后将网络恢复正常的方法,提出选举各类节点的算法以及网格树的恢复办法。仿真实验表明,本文算法在保证能耗不大的情况下能够有效检测恶意节点,保证数据融合的正常进行。
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