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基于相关性理论的WSN恶意节点检测研究与实现

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基于相关性理论的WSN恶意节点检测研究与实现

作者：童丽媱北京工业大学

学位级别：硕士

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中节点部署是随机的且无人看管,导致网络中的节点易受各类攻击。由于环境监测的依据是节点采集的数据,攻击者通常以发起错误数据注入攻击（False Data Injection,FDI）的方式影响检测结... 详细信息

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中节点部署是随机的且无人看管,导致网络中的节点易受各类攻击。由于环境监测的依据是节点采集的数据,攻击者通常以发起错误数据注入攻击（False Data Injection,FDI）的方式影响检测结果。为了抵抗FDI攻击,本文提出一种基于相关性理论的恶意节点识别方案。本文所提出的方案分为三部分:第一部分为基于时间相关性判断相同属性数据是否异常,其主要思想是节点利用自身的历史数据建立预测模型,通过分析预测值与实际值之间的差距,判断同类传感器数据是否异常。第二部分利用得到的各属性数据的异常情况,基于空间相关性识别恶意节点。由于事件发生会使邻近区域内节点的数据变化相似性较高,簇头利用单个节点中各属性数据之间的近距离空间相关性以及相邻节点间的远距离空间相关性可实现节点是否恶意的判断。最后,网关综合考虑事件发生时数据的变化趋势,利用事件相关性验证恶意节点。上述三种相关性的结合可以达到检测恶意节点的目的,但各相关性在进行检测时存在以下问题:在时间相关性方面,由于环境的多变性导致模型的预测结果不精确,影响同类传感器数据异常情况的判断。在空间相关性方面,在近距离空间相关性中,D-S证据理论通过融合各属性数据的异常情况判断节点是否异常,但当存在冲突证据时,D-S并不能得到较准确的融合结果;在远距离空间相关性中,节点由于受周围环境的干扰可能出现因节点故障传输影响恶意节点检测的情况。最后,由于时间及空间相关性并未从事件角度考虑数据的变化趋势,因此,会出现误判或漏判的问题。针对上述问题主要对以下内容进行了研究:（1）时间相关性:为提高对同类型传感器异常的检测精度,引入二阶离差差分滤波（Second-order Divided Difference Filter,DDF-2）算法对预测模型进行修正。（2）空间相关性:在近距离空间相关性中,为了解决D-S冲突证据问题,提出引入Ada Boost算法进行分类解决;在远距离空间相关性中,设计了相关系数的计算方法,并引入贴近度理论优化各关联值的权重,削弱故障节点带来的影响。（3）事件相关性:由于时间及空间相关性并未从事件的角度考虑数据的变化趋势,可利用事件发展趋势,对WSN中识别出的恶意节点进行验证。本文提出以基于相关性理论检测恶意节点的方式抵抗FDI攻击,并通过实验验证所提方案的可行性。将所提方案与改进前方案、基于模糊信任及加权信用的方案进行对比,结果表明,所提方案在召回率、误报率以及漏报率方面均具有优势。因此,所提方案可以较好地检测恶意节点,并有效抵抗FDI攻击。

关键词：无线传感器网络相关性理论 FDI攻击 D-S证据理论贴近度理论

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数值相关性理论及其应用

高等学校计算数学学报 1979年第1期 11-19页

作者：何旭初南京大学

解坏条件(即通常所说的病态)方程组的问题是一种颇为困难的问题。而问题条件的好坏,往往为相应矩阵条件数的大小所决定。例如,线性代数方程组的系矩数阵,非线性方程组以及非线性最小二乘问题的Jacobi矩阵,非线性最优化问题中目标函数的H... 详细信息

解坏条件(即通常所说的病态)方程组的问题是一种颇为困难的问题。而问题条件的好坏,往往为相应矩阵条件数的大小所决定。例如,线性代数方程组的系矩数阵,非线性方程组以及非线性最小二乘问题的Jacobi矩阵,非线性最优化问题中目标函数的Hessian矩阵等。在前述矩阵的条件数很大时,用一般的方法求解,难望得到满意的结

关键词：矩阵条件数特征值数学分析本征值相关性理论向量

病态线性方程组的条件预优解法——数值相关性理论的一个应用

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高等学校计算数学学报 1981年第2期 97-106页

作者：朱慈幼南京大学

在处理某些实际计算问题时往往需要解一系列线性方程组,对于其中一般的非病态方程组,我们只需采用普通的算法以提高工作的效率,但对于可能出现的病态方程组,必须有可靠的手段予以判别,並采取相应的措施来保证解的精度。因此怎样将解题... 详细信息

在处理某些实际计算问题时往往需要解一系列线性方程组,对于其中一般的非病态方程组,我们只需采用普通的算法以提高工作的效率,但对于可能出现的病态方程组,必须有可靠的手段予以判别,並采取相应的措施来保证解的精度。因此怎样将解题的过程与判别及处理病态问题的过程有机地结合起来便成为一个有实用价值的课题。

关键词：方程组 LQ 所得联立方程矩阵数学分析相关性检验相关性理论

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利用相关性理论改进Prolog的推理机制

吉林工业大学学报 1996年第3期26卷 52-55页

作者：孟军苑森淼胡景阳计算机科学与工程系

为了减少求解过程中的无用回溯，提高Ｐｒｏｌｏｇ系统的运行效率，必须对规则相关性进行分析。本文在单一的深度优先加回溯的推理机制的基础上，提出了一种改进的推理机制。把变量相关性分析引入到内存数据库的子目标搜索过程中，大大... 详细信息

为了减少求解过程中的无用回溯，提高Ｐｒｏｌｏｇ系统的运行效率，必须对规则相关性进行分析。本文在单一的深度优先加回溯的推理机制的基础上，提出了一种改进的推理机制。把变量相关性分析引入到内存数据库的子目标搜索过程中，大大缩短了回溯链。

关键词：推理机制 Prolog语言相关性理论程序语言

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基于相关性理论的空间遥感器结构模型修正

航天返回与遥感 2012年第1期33卷 32-38页

作者：郭崇岭栗帅西北工业大学航空学院西安710072 北京空间机电研究所北京100076

基于相关性理论建模方法,对空间遥感器进行仿真模态和试验模态的相关性分析。并通过关键参数的灵敏度分析和优化,实现了对遥感器有限元模型的修正。验证了相关性理论应用在遥感器结构动力学模型修正方面的可行性。

关键词：相关性理论灵敏度分析模型修正遥感器

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地下温—压体系相关性理论研究

天然气地球科学 1997年第1期8卷 23-27页

作者：曾宪斌刘震张万选石油勘探开发科学研究院廊坊分院河北廊坊056007 石油大学北京100083

介绍了沉积盆地地温与地层压力理论关系的地质模型和数学模型。通过分析吐哈盆地和松辽盆地西斜坡温压数据,证明了地温—地压体系理论形式的正确性和各沉积盆地地温—地压体系数学关系参数的不同。

关键词：沉积盆地地温地层压力相关性理论油气运移

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一种基于相关性理论的调压器测试点优选方法

科技与创新 2018年第16期 58-61页

作者：谢永成李光升魏宁李刚陆军装甲兵学院兵器与控制系北京100072

针对电源系统调压器的机内测试特点,提出了一种基于调压器电路节点相关性的模拟电路测试点优选方法。使用Psim软件对调压器电路进行仿真分析,将故障注入仿真电路获取故障数据,并根据各节点间的相关性划分不同的测试点组,在组间依据故障... 详细信息

针对电源系统调压器的机内测试特点,提出了一种基于调压器电路节点相关性的模拟电路测试点优选方法。使用Psim软件对调压器电路进行仿真分析,将故障注入仿真电路获取故障数据,并根据各节点间的相关性划分不同的测试点组,在组间依据故障类间距优选各组的测试点,然后使用多信号流图模型和TEAMS软件进行测试点评估与优化,量化测试性改进后的电源系统各测试性指标,据此评判测试性改进的效果。

关键词：相关性理论测试点优选多信号流图模型电源系统调压器