[发明专利]基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法

说明书

由于资源受限和传感器节点动态变化的特点，无线传感器网络（WSN）面临着安全和能耗两大方面的问题。本发明提出了基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由协议，该协议只需要计算直接信任值，而间接信任值是由基站完成，从而降低了节点的能耗。节点在计算信任值时采用惩罚机制，以保证恶意节点的信任值快速将低。从而抵抗了黑洞攻击、选择性转发攻击、槽洞攻击、洪泛攻击。建立监控节点以及由基站选择出一条主动的安全路由负责抵御虫洞攻击。从而快速识别和隔离恶意节点速度。

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的路由安全方法，特别是一种基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法。

背景技术

随着物联网的飞速发展，无线传感器网络越来越广泛地应用于军事，环境监测，医疗，工业生产，交通控制等领域。无线传感器网络拥有分散在整个网络中的独立传感器，可直接适应恶劣环境，监测环境条件，如噪声、温度、压力、湿度等。所以无线传感器网络可能会遭受各种路由攻击。应用密码学是保证无线传感器网络安全的一种最普遍的解决方案。但是其无法面对来自网络内部的路由攻击。大多数情况下，传感器节点在分配、接收或传输信息时使用能量，因为这些节点使用的是不可充电电池，这种电池可以使用几个月或几年。因此，能量效率也是无线传感器网络的一个主要目标。因此提高应对网络路由攻击的能力的同时还能保证有着较少的能量消耗是非常有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提高应对网络路由攻击能力的同时还能保证有着较少的能量消耗。提供基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法，来提高信任评价的准确性、加快识别恶意节点的速度、减少节点为了计算间接信任值时与众多邻居节点频繁的通信次数以及选择一条具有主动性避开恶意攻击的安全节能路由。

本发明提供一种基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法,包括：信任模型和基于信任节点的安全路由。

所述的基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法的信任模型，其主要由四种信任组成，即直接信任，间接信任，能量信任和综合信任。所述的直接信任是通过历史信任和当前信任加权求和所得，历史信任是根据节点过去的直接信任值经过挥发后计算而来，通过设计挥发因子来降低节点过去行为所带来的直接信任值；当前信任是根据节点当前行为计算得来的，为了使节点符合成为可信节点很困难，成为不可信节点很容易，设计了自适应惩罚因子。所述的间接信任是根据第三方节点提供的直接信任计算而来的，使得信任评价更具有公正性。所述的能量信任是根据节点的剩余额能量占比来衡量的，避免了一直消耗具有高信任值的节点，使得节点的能量更加均衡。最后将直接信任，间接信任和能量信任加权求和的方法计算综合信任，综合信任的高低代表节点被信任程度的强弱，即综合信任值高的节点更值得信赖，更加安全。

所述的基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法的安全路由，其是根据节点的综合信任值来计算路由的是否安全。建立安全路由的过程包括簇头(CH)选举阶段、监控节点选举阶段(IN)、CH选择下一跳阶段和信任更新阶段。当网络存在难以发现的虫洞攻击时，为了降低攻击所带来的破坏，源节点最好能够找到一种能够主动地发现虫洞攻击的路由路径。

附图说明

图1为本发明的自适应惩罚因子示意图

图2为本发明的计算间接信任值示意图

图3为本发明的建立主动性可信路由示意图

图4为本发明的流程图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明,一种基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法,包括：信任模型和基于信任节点的安全路由。所述的基于自适应信任机制的无线传感器网络安全路由方法的信任模型，由四种信任组成，即直接信任，间接信任、能量信任和综合信任。

所述的直接信任是节点i评估节点j的信任程度。节点i对节点j的直接信任值表示如下：