[发明专利]基于信任评估的无线传感器网络异常检测方法

摘要

本发明公开了一种基于信任评估的无线传感器网络异常检测方法，包括监测步骤、模糊化步骤、DS融合步骤、推荐信息处理步骤、判断步骤；其主要过程是收集节点行为特征，通过模糊理论和DS证据理论计算其信任值，利用判断机制确定节点运行状态，发现恶意节点，确保网络收集数据的有效性。本发明通过对被评估节点的行为进行监测，从而探测出网络中存在的异常节点，将其广播给邻居节点，防止恶意节点破坏整网的正常运行。

主权项

1.一种基于信任评估的无线传感器网络异常检测方法，其特征在于，包括监测步骤、模糊化步骤、DS融合步骤、推荐信息处理步骤、判断步骤；所述的监测步骤为：收集无线传感器网络中各节点的以下五种行为特征数据：（1）节点能量的消耗率ECR，评估节点i对被评估节点j的能量消耗速率的监测值为其中ΔE(t)=E_j(t-Δt)-E_j(t)表示在t-Δt到t时间内节点j的剩余能量变化(消耗)，ΔE表示t-Δt到t时间内网络节点的平均能量消耗；（2）节点的数据包接收率PRR：网络中的节点采取ACK机制对数据包的流向进行监测，若节点j从节点i处正确接收一个数据包，则节点j向节点i发送一个ACK数据包。因此，通过统计ACK数据包的数量可以得到节点j正确接收包数量，用以判断节点j处是否存在丢包现象，计算公式如下：PRRi,j(t)=Rj(t)Si(t)]]>其中R_j(t)表示在t-Δt到t时间段内，节点j从节点i正确接收包的数量，也等于节点i从节点j处收到的ACK包数量；S_i(t)表示节点i在t-Δt到t时间段内发送给节点j的数据包总和。（3）数据包发送率PSR：计算公式为PSR_i,j表示评估节点i对被评估节点j的数据包发送率变化的监测值，其中S_j(t)表示t-Δt到t时间段节点j的发包数；（4）节点的转发率PFR：计算公式为PFRi,j(t)=Sj,i->k(t)Si->k,j(t),]]>其中S_j，k-＞i(t)表示在时间段t-Δt到t内节点j从节点i处获得数据包后按照路由表发送给下一跳k的数据包数量，S_i-＞k,j(t)表示在时间段t-Δt到t内节点i需要节点j转发给节点k的数据包数量；（5）数据相关性：计算公式为：DC_i，j(t)表示评估节点i对被评估节点j的数据相关性的统计值，这里的数据包差别程度是指数据包中可用的监测数据的差别，若数据包差别程度在(-ξ，+ξ)范围内，其中ξ为5%~10%之间的任意一个值，则将TS_i,j(t)的值加1，否则将NTS_i,j(t)的值加1。式中t也表示在时间段t-Δt到t内，其中TS_i，j(t)和NTS初值分别取为1和0。