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基于云模型的无线传感器网络恶意节点识别技术的研究

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电子学报 2012年第11期40卷 2232-2238页

作者：蔡绍滨韩启龙高振国杨德森赵靖哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种没有基础设施的自组织无线网络.和其它网络一样,WSN需要安全措施来保证网络通信的安全.但是,在无线传感器网络中,基于密码的安全体系不能有效处理来自网络内部的攻击,识别出恶意... 详细信息

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种没有基础设施的自组织无线网络.和其它网络一样,WSN需要安全措施来保证网络通信的安全.但是,在无线传感器网络中,基于密码的安全体系不能有效处理来自网络内部的攻击,识别出恶意节点.因此,信任模型被用于无线传感器网络恶意节点识别.在信任模型和云理论的研究基础上,本文构建了一个基于云理论的无线传感器网络信任模型——云信任模型(CTM,Cloud-based Trust Model).实验结果表明,云信任模型能够有效识别恶意节点.

关键词：无线传感器网络安全恶意节点信任模型云理论

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一种抗分布式机器学习恶意节点的区块链方案

西安电子科技大学学报 2023年第2期50卷 178-187页

作者：刘远振杨颜博张嘉伟李宝山马建峰内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古自治区包头014010 西安电子科技大学网络与信息安全学院陕西西安710071

现有的分布式学习方案大多通过在协议中添加惩戒机制来解决恶意节点问题。此类方法基于两个假设:一是参与方为自身利益最大化而放弃恶意行为的假设,在事件发生后才可以对计算结果进行验证,不适用于一些需要即时验证的场景;二是基于可信... 详细信息

现有的分布式学习方案大多通过在协议中添加惩戒机制来解决恶意节点问题。此类方法基于两个假设:一是参与方为自身利益最大化而放弃恶意行为的假设,在事件发生后才可以对计算结果进行验证,不适用于一些需要即时验证的场景;二是基于可信第三方的假设,然而在实际中第三方的可信度却无法完全保证。利用区块链的信任机制,针对该问题提出一种基于区块链的抗恶意节点方案——将机器学习中模型训练的全过程通过智能合约实现,以确保机器学习过程不被恶意节点破坏。本方案以基于安全多方计算的分布式机器学习模型为研究模型,利用区块链的智能合约来实现数据的共享、验证和训练过程,所有参与方均只能按照指定的协议执行,将所有参与方转换为半诚实参与方;同时,为解决区块链公开透明特性带来的隐私问题,利用环签名隐藏参与方的数据地址,保护参与方的身份。与传统基于安全多方计算的分布式机器学习模型进行比较,表明本方案在抵抗恶意节点方面具有较强的优越性。

关键词：区块链智能合约分布式学习恶意节点安全多方计算环签名

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基于增强LEACH协议的无线传感器网络恶意节点检测模型

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北京理工大学学报 2019年第3期39卷 304-310页

作者：杨宏宇程放中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

针对现有无线传感器网络恶意节点检测方法效率较低的不足,提出一种基于增强低功耗自适应集簇分层(enhanced low energy adaptive clustering hierarchy,enhanced LEACH)路由协议信誉机制的恶意节点检测(malicious node detection based ... 详细信息

针对现有无线传感器网络恶意节点检测方法效率较低的不足,提出一种基于增强低功耗自适应集簇分层(enhanced low energy adaptive clustering hierarchy,enhanced LEACH)路由协议信誉机制的恶意节点检测(malicious node detection based on enhanced LEACH with reputation,MNDELR)模型.在无线传感器网络中使用增强LEACH路由协议选取簇首节点,其余节点选择对应簇首形成各簇集群并确定网络数据包传递路径.节点在数据包内添加节点编号、信誉评价等信息并按传递路径将数据包发送至汇聚节点;汇聚节点解析获取数据包内节点编号并与源节点编号比较判定,形成可疑节点列表;计算节点信誉值并与阈值比较判定网络中的恶意节点.实验结果表明,与其他方法相比,MNDELR模型在无线传感器网络中对恶意节点的检测效果较为显著.

关键词：无线传感器网络恶意节点信誉值簇集群判定

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考虑恶意节点的CRN合作频谱感知方法

通信学报 2015年第6期36卷 22-30页

作者：齐小刚郑圣瑜刘立芳王慧芳西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710071 西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

基于带有恶意节点的更为实际的频谱感知环境,研究了基于合作感知的频谱共享网络模型,次级用户将会根据合作感知结果动态地调整其发射功率。为了防止恶意节点对感知系统的感知性能造成严重影响,研究了如何进行合作感知以提高感知性能。... 详细信息

基于带有恶意节点的更为实际的频谱感知环境,研究了基于合作感知的频谱共享网络模型,次级用户将会根据合作感知结果动态地调整其发射功率。为了防止恶意节点对感知系统的感知性能造成严重影响,研究了如何进行合作感知以提高感知性能。在一定的检测概率和相关功率约束下,建立了一个以最大化次级网络的吞吐量为目标函数的优化问题。仿真实验首先突出说明了恶意节点数目对频谱感知影响重大,同时还表明无论是否存在恶意节点,提出的算法均可有效地计算出最优的感知时间和发射功率,且在降低最大干扰功率限制和最大发射功率限制时,网络的吞吐量是增大的。

关键词：认知无线电恶意节点合作感知频谱共享功率分配凸优化

无线传感网中基于DPAM-MD算法的恶意节点识别研究

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通信学报 2015年第S1期36卷 53-59页

作者：张琳尹娜王汝传南京邮电大学计算机学院江苏南京210003 江苏省无线传感网高技术研究重点实验室江苏南京210003 南京邮电大学计算机技术研究所江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

随着无线传感器网络的不断发展,恶意节点对其安全造成了极大的威胁。传统的基于信誉阈值的模型无法准确的识别亚攻击性等恶意节点,而且会出现低识别率和高误判率等问题。为了解决这些问题,引入了基于DPAM-MD算法的新型恶意节点识别方法... 详细信息

随着无线传感器网络的不断发展,恶意节点对其安全造成了极大的威胁。传统的基于信誉阈值的模型无法准确的识别亚攻击性等恶意节点,而且会出现低识别率和高误判率等问题。为了解决这些问题,引入了基于DPAM-MD算法的新型恶意节点识别方法,在传统信誉阈值判断模型的基础上,通过结合曼哈顿度量和DPAM算法识别出亚攻击性节点。算法中提出一种新型的基于密度的聚类算法,并结合簇间和簇内距离均衡化的目标函数,将所有的节点进行分类。该算法可以提高聚类质量,有效缩短聚类时间,提高了恶意节点识别的效率。经仿真实验结果验证,改进后的算法对识别特征不明显的恶意节点效果十分显著。

关键词：无线传感器网路恶意节点 DPAM-MD

分布式协作频谱感知网络中恶意节点检测和定位方法研究

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电子学报 2022年第6期50卷 1370-1380页

作者：吴晓晓李刚强张胜利深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518060 鹏城实验室广东深圳518055 黄淮学院信息工程学院河南驻马店463000

认知无线电是解决无线通信能量有效性问题的关键技术,其中频谱感知对于提高频谱的利用效率有着重要意义.针对基于共识的分布式协作频谱感知算法易受到恶意节点数据注入攻击,影响认知网络性能的问题,本文提出了两种基于神经网络的恶意节... 详细信息

认知无线电是解决无线通信能量有效性问题的关键技术,其中频谱感知对于提高频谱的利用效率有着重要意义.针对基于共识的分布式协作频谱感知算法易受到恶意节点数据注入攻击,影响认知网络性能的问题,本文提出了两种基于神经网络的恶意节点检测和定位方法抵制网络内的恶意攻击行为,并采用基于Gossip Learning的联合学习策略进一步增强训练邻域检测和定位模型的鲁棒性.本文在9个认知节点的曼哈顿网络上模拟了分布式频谱感知的过程,并验证所提出方法的有效性.结果表明,所提方法具有良好的恶意节点检测和定位性能,联合学习策略能够使神经网络在样本局部有限的情况下学习到更多的攻击特征,提高本地检测和定位模型的可靠性.

关键词：认知无线电协作频谱感知共识算法恶意节点神经网络联合学习

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恶意节点存在下的WSNs级联失效研究

恶意节点存在下的WSNs级联失效研究

作者：朱华华燕山大学

学位级别：硕士

由于无线传感器节点易受到各种因素的影响,无线传感器网络(WSNs)的级联失效问题已经成为国内外学者研究的热点问题。在级联发生时,恶意丢包节点的丢包行为有助于级联失效的缓解,一味的剔除恶意节点不利于网络鲁棒性的提高,有必要更加全... 详细信息

由于无线传感器节点易受到各种因素的影响,无线传感器网络(WSNs)的级联失效问题已经成为国内外学者研究的热点问题。在级联发生时,恶意丢包节点的丢包行为有助于级联失效的缓解,一味的剔除恶意节点不利于网络鲁棒性的提高,有必要更加全面的探究恶意丢包节点对网络的影响。另外,现有的级联失效优化方法多以单步或局部最优为出发点来探究整个网络的抗级联优化效果,不利于恶意节点存在下级联失效抗毁性的优化。对于以上问题,本文以低速率WSNs为背景,对恶意节点存在下的WSNs级联失效进行研究,并基于强化学习对恶意节点存在下的WSNs级联失效进行了抗毁性优化方法设计,具体内容如下。首先,对级联失效现象的产生原因和运作过程进行分析,列举了各领域中可能发生的级联事件,并基于WSNs网络,对恶意节点存在下的级联失效现象进行探讨,理论推导了恶意节点可能对网络级联存在缓解作用,指出当前研究对恶意节点的积极影响考虑欠缺问题和现有级联失效优化方案不适用于恶意节点存在下的WSNs问题。为了给以上问题的解决提供理论依据,讨论了WSNs组网协议和强化学习方法。其次,针对恶意节点的全面影响问题,建立以传感器节点真实收发包量为负载的WSNs级联失效抗毁性模型,将恶意节点的影响融合到模型中,分析论证了模型的合理性。并基于此模型组成了真实的WSNs网络,对恶意节点存在下的WSNs级联失效现象进行实验分析。结果表明,一定条件下恶意节点的丢包行为对WSNs的级联失效有很大的缓解作用;且不同的负载分配方式呈现出不同的级联特点;另外在多数低速率WSNs中,级联时保留恶意节点可提升网络的抗毁性。最后,鉴于现有方法不适用于恶意节点存在下级联失效抗毁性优化,本文利用强化学习算法,设计了基于Q-Learning的WSNs级联失效抗毁性优化方法,并基于此方法分析了相关参数的影响。仿真结果表明,该方法能够达到与客观最优解相匹配的级联结果,攻击节点所携带的负载量和仿真最大迭代次数的设置均对仿真结果有所影响,恶意丢包节点存在于级联网络中可以得到更高的回报。

关键词： WSNs 级联失效恶意节点 Q-Learning算法 Zigbee组网

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一种新的无线传感器网络恶意节点追踪方法

传感技术学报 2013年第1期26卷 122-127页

作者：曾梅梅蒋华王鑫桂林电子科技大学计算机科学与工程学院广西桂林541004

无线传感器网络中缺少单一可信的路由设备,存在中间节点篡改包标记的问题,为解决这一问题,提出一种改进的节点采样包标记算法。该算法通过对ID和数据包进行HASH运算来产生水印,并把水印概率性标记到相应的标记区中,Sink节点根据标记信... 详细信息

无线传感器网络中缺少单一可信的路由设备,存在中间节点篡改包标记的问题,为解决这一问题,提出一种改进的节点采样包标记算法。该算法通过对ID和数据包进行HASH运算来产生水印,并把水印概率性标记到相应的标记区中,Sink节点根据标记信息来实现对恶意节点的追踪。该算法能够有效地抵抗串通节点更改标记,把恶意节点定位在一跳范围之内。实验表明,改进后的算法可以有效地追踪到恶意节点,并将该方法与基于边标记的追踪方法进行对比,定位成功率得到提高。

关键词：恶意节点串通节点概率性水印标记包标记

无线传感器网络中基于安全数据融合的恶意节点检测

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传感技术学报 2014年第5期27卷 664-669页

作者：崔慧潘巨龙闫丹丹中国计量学院信息工程学院杭州310018

无线传感器网络的一些固有特点,如节点能量、存储空间和计算处理能力均有限,网络节点布署在野外而无人值守,节点易被敌方捕获,因而网络内部易存在恶意节点。本文在分析Atakli等人提出的WTE方案基础上,提出了一种新的基于安全数据融合的... 详细信息

无线传感器网络的一些固有特点,如节点能量、存储空间和计算处理能力均有限,网络节点布署在野外而无人值守,节点易被敌方捕获,因而网络内部易存在恶意节点。本文在分析Atakli等人提出的WTE方案基础上,提出了一种新的基于安全数据融合的恶意节点检测算法(MNDSDF)。针对节点数目较多层次型的无线传感器网络,MNDSDF算法首先在WTE权值融合的思想上添加了高信誉值过滤机制,来检测恶意采集节点;其次针对WTE和WCF只允许簇内单跳和融合结果受恶意节点影响较大等不足,提出了数据包计数的策略,来检测恶意转发节点。与WTE相比,MNDSDF算法能抵制更多种攻击行为,适应更宽泛的路由协议。通过仿真实验,MNDSDF算法可以有效检测出部分恶意行为,并经过与WTE和WCF比较,具有更高检测率和更低误检率。

关键词：无线传感器网络安全数据融合恶意节点检测率误检率