[发明专利]一种无线传感网入侵检测代理启动策略的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络安全技术中的入侵检测领域，尤其涉及一种无线传感网入侵检测代理启动策略的选择方法。

背景技术

无线传感网作为任务型的网络，不仅要进行数据的传输，而且要进行数据采集和融合、任务的协同控制等。如何保证任务执行的机密性、数据产生的可靠性、数据融合的高效性以及数据传输的安全性，就成为无线传感网安全问题需要全面考虑的内容。可以说，安全问题是制约无线传感网发展的一个非常关键因素。

当前，保证网络安全的机制主要包括预防和检测两大机制。预防机制主要通过加解密、密钥管理、安全路由、安全数据融合等技术提供数据的机密性、完整性和真实性；而检测机制通常使用入侵检测系统实现。由于一个无线传感网可能包含大量恶意传感器节点，仅使用作为第一防线的预防机制不足以保证无线传感网的安全。这些恶意传感器节点的目的是在最小化被捕获概率的前提下最大化地破坏无线传感网的通信、数据等，通过干扰无线传感网的正常工作和浪费正常传感节点的珍贵资源获得利益。为了减少这些恶意节点造成的影响，无线传感网需要入侵检测系统检测那些已突破第一道防线的恶意传感节点。通过使用入侵检测系统，使得无线传感网具备响应和隔离入侵者的能力，从而保证无线传感网的正常工作。

由于无线传感网包括大量节点，因此为有效管理无线传感网，其拓扑结构通常采用聚簇结构。在这种结构中，传感节点被分为簇头节点和普通节点两种类型，其中簇头节点负责管理各自簇内节点的数据转发等任务。入侵检测系统在无线传感网中运用时通过部署在各簇头节点上的入侵检测代理实现，其中的各簇头分别负责各自簇内节点的检测工作。

现有技术将入侵检测系统部署到无线传感网时，入侵检测代理始终处于“启动”状态。但传感节点在计算能力、存储容量和通信带宽等方面与现存网络相比有很大的不足，并且运行入侵检测代理本身就需要耗费较多的计算和能量资源，因此，现有方式使无线传感网的生命期大大缩短，无法普遍使用入侵检测系统来保障无线传感网的安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种无线传感网入侵检测代理启动策略的选择方法，在保证无线传感网安全的同时，克服现有入侵检测代理需要始终处于“启动”状态的不足，以节省运行入侵检测代理的能量消耗，延长无线传感网的生存期。针对采用聚簇结构的无线传感网，在考虑入侵检测代理检测率和误报率、无线传感网数据传输可靠度、攻击者攻击成功率等因素基础上，利用信号博弈建立节点和入侵检测代理之间的博弈模型，计算恶意节点的“攻击”概率和入侵检测代理的“启动”概率，使入侵检测代理在“启动”与“不启动”的策略选择中收益最大化，从而为入侵检测代理何时启动提供最优策略。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无线传感网入侵检测代理启动策略的选择方法，包括以下步骤：

步骤1.簇头节点初始化博弈参数；

步骤2.簇头节点设置入侵检测代理为“不启动”状态；

步骤3.簇头节点计算节点和入侵检测代理双方在选择不同策略时的各自支付；

步骤4.簇头节点利用“信号博弈”理论建立节点和入侵检测代理之间的博弈模型；

步骤5.簇头节点计算恶意节点的“攻击”概率和入侵检测代理的“启动”概率；

步骤6.簇头节点利用贝叶斯法则计算节点是恶意节点的后验概率；

步骤7.簇头节点更新节点是恶意节点的概率；

步骤8.簇头节点选择步骤5所述的“启动”概率运行入侵检测代理。

步骤1所述的簇头节点为已预先部署用于实现入侵检测任务的入侵检测代理的节点，各簇头节点管理各自簇内节点的数据转发和负责各自簇内节点的入侵检测工作；步骤1所述的博弈参数为：入侵检测代理的检测率α、入侵检测代理的误报率β、恶意节点的攻击成功率γ、无线传感网的信道可靠度λ、恶意节点选择“攻击”策略的收益g_A、入侵检测代理选择“启动”策略的收益g_R、正常/恶意节点选择“合作”策略的收益g_C、恶意节点选择“攻击”策略的成本c_A、正常/恶意节点选择“合作”策略的成本c_C、入侵检测代理选择“启动”策略的成本c_R、入侵检测代理误报产生的损失l_F、节点是恶意节点的概率