Ad hoc网络中基于信任的安全路由研究

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Ad hoc网络是一种特殊的无线移动通信网络,其中的节点地位平等,同时节点还兼具备路由器和主机的功能,因此节点可以快速、自动、灵活地组成独立的网络,在民用和军事的通信领域有着广阔的应用前景。但是,由于Ad hoc网络缺乏集中式实体,各节点移动迅速,网络的通信基于无线媒介且节点的能量有限,使得网络中的节点更易遭受攻击,且面临的安全问题更加复杂。因此,本文针对其中很关键的安全路由问题进行的深入研究,不仅意义重大,而且很具有应用价值。目前针对安全路由的研究主要包括基于密钥机制的安全路由研究和基于信任机制的安全路由研究。由于信任机制所需要的计算量较小,对节点的要求不高,而且易于扩展,因此信任机制被广泛采用。但是,目前的信任机制中所考虑的影响信任的因素并不全面,而且最重要的是,进行信任评价时没有考虑到节点自身的能力问题,最后导致路由过程中虽然选择了可信任的节点,但节点却无法完成路由转发的功能。针对这种情况,本文提出一种新的信任评价机制,该机制通过对节点的历史信任属性,推荐信任属性和节点当前属性的采集和量化来获取节点的总体信任度。信任机制中不仅考虑到多方面的信任属性,而且针对节点的能力进行评估,当节点能力不足时,节点的总体信任度直接受到影响,这样,可避免能力不足的节点被选择以及信任度较高的节点总被被动选择的情况。基于新的信任评价机制,本文提出一种Ad hoc网络的安全路由协议TBSRP(Trust Based Secure Routing Protocol)。该协议不仅能够监测网络中节点的行为,快速获取节点变化的信任值,而且能够随时获取各节点当时的状态,协助节点进行路由选择,保证在传输转发数据包的过程中,选择的下一跳节点是可信而且有能力的。同时,该协议对恶意攻击行为做出检测和相应的处理,大大增强了协议的安全性。使用NS2对TBSRP进行仿真实验,模拟网络中存在恶意节点和不存在恶意节点的场景。实验证明,两种场景下,TBSRP协议都能保持较高的分组交付率,而且,协议可有效地抵抗如DoS攻击,黑洞攻击以及序列号攻击等网络攻击行为,同时,还能避免节点自私行为的产生。因此,协议在降低路由开销的同时,还解决了Ad hoc网络中的安全路由问题。
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