[发明专利]一种基于RSSI值及信誉度的女巫节点检测方法

说明书

本发明公开了一种基于RSSI值及信誉度的女巫节点检测方法，采用信誉度模型和自适应门限，选出多个符合条件的监测节点对监控节点提出的可疑节点进行排查，从而达到女巫攻击检测的目的。本发明首先利用监控节点粗选出疑似女巫节点，再选出两个高信誉度的监测节点，利用RSSI值确定女巫节点，在能耗允许的情况下，本发明具有快速高效的检测正确率、较低的误检率和漏检率。

技术领域

本发明属于无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于RSSI值及信誉度的女巫节点检测方法的设计。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)就是由大量部署在监测区域内的微型、廉价传感器节点组成并以无线多跳的通信方式形成的一个自组织的网络系统。它在诸多领域得到了广泛应用，其安全性在医疗事故救助、城市管理、智能家居、军事上等应用中显得越来越突出。

对无线传感器网络攻击有来自外部的攻击和混进内部的攻击。外部攻击指的是未得到密钥、无法接入网络的节点采取的攻击，如物理层阻塞，干扰节点的正常通信，对于这类攻击，可以通过隔离阻塞区域或者跳频通信等机制应对；对于网络窃听，可以通过加密技术保证通信链路的机密性。而内部攻击是指攻击者通过一定技术手段突破了如加密技术等设置的防御机制，伪装成正常节点潜入网络内部，从内部主动地发起有针对性的恶意攻击行为。如虫洞攻击、女巫攻击、选择性转发攻击和黑洞攻击等。

女巫攻击具有独特的攻击特点，因此它具有极强的破坏性。一般恶意节点(如图1中的S)指被外界捕获篡改的节点，女巫节点(如图1中的S1，S2)指由恶意节点伪造的节点身份，实际并不存在。女巫攻击是指恶意节点通过伪造多个女巫节点，通过吸引邻居节点向女巫节点转发数据包，从而更改数据包传输路径，实施选择性转发丢弃数据包，或者通过快速消耗邻居节点能量导致网络分割甚至快速死亡。

快速地检测出女巫节点，提高检测的准确性，并且尽可能少地消耗节点能量，是无线传感器网络女巫攻击检测的重要内容。根据恶意节点伪造多重身份出现在网络中，但实际地理位置一致这一特点，多种女巫攻击检测方法可以被划分为两大类：基于身份的验证方法和基于位置的检测方法。

基于身份的验证方法，即通过限制有效节点信息的生成来检测女巫攻击。由于传感器节点的能量和计算能力的限制，这类检测方法需要大量的时间消耗和计算成本成为了一个弊端，而且，这类检测方法的检测率都不是很高。

基于多个女巫节点其实是恶意节点的多个身份，而实际上他们是同一物理节点的本质，基于位置的检测方法被提出。目前基于位置的女巫攻击检测方法中，有采用两个监测节点的，也有采用3个及以上监测节点的，但它们都基本不考虑监测节点的选取条件，这样有恶意节点充当监测节点的可能，易导致检测准确率不高。

研究发现，基于RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度)值的检测方法与其他方法相比，无节点硬件要求，能耗相对较小。此外，RSSI具有距离单调递增、计算简单、检测精度高的特点。因此，基于RSSI的女巫攻击检测方法更适合于有限资源的无线传感器网络，并已成为一种主流的方法。

信誉度模型是一种通过计算和评估节点的可信赖性，判断节点是否值得信赖的机制。通过考查节点的信誉值能有效地识别恶意节点，并选择最值得信赖的节点进行通信，从而提高网络的安全性和可靠性。信誉计算是信誉度机制的核心，它是对节点整体表现的综合评价。在通信前使用信誉机制分析目标节点的信誉，以确定是否可以执行交易。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于RSSI值及信誉度的女巫节点检测方法，以提高女巫攻击检测的准确率。

本发明的技术方案为：一种基于RSSI值及信誉度的女巫节点检测方法，包括以下步骤：

S1、进行无线传感器网络布局，实现监控节点的区域化管制。