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Ad Hoc网络是一种移动、多跳、自组织式的网络系统,它采用开放性的无线信道,没有严格的控制中心,网络中的节点可以任意移动。和传统的有线网络相比,它更容易受到窃听、伪造、拦截、拒绝服务等网络攻击和安全威胁,因此安全是Ad Hoc网络能够获得更广泛使用的关键。其中,路由安全则是Ad Hoc安全的基础。同时,为保障路由安全所采取的措施会使原本节点资源受限的Ad Hoc网络的系统开销增加,使得安全措施缺乏实用性。因此,设计和提出既能保障Ad Hoc网络路由安全又符合Ad Hoc网络自身特点、具有较低开销的安全路由协议,是Ad Hoc网络技术领域中一项重要的研究课题。
本文分析了一些典型的安全路由协议及各自的优缺点,然后针对Ad Hoc网络中不同的安全需求,结合Bloom filter数据结构设计一个高效的匿名路由协议。相对于已有的匿名路由协议,该协议在达到匿名安全的同时并没有弱化一般的路由安全目标,并通过网络仿真平台NS-2对该协议和几种经典的匿名路由协议进行了比较,证明了它的有效性。
而针对以往安全路由协议无法防御不良节点的缺陷,本文提出了一个基于概率统计的协作式信任模型。该模型加强了信任度计算的准确度,并将信任度传播控制在邻居节点范围内,有效降低了网络负载。同时,本文在比较成熟的Ad Hoc网络安全路由协议ARAN中引入该模型,设计了一个协作式安全路由协议TARAN。它通过ARAN安全协议来抵抗常见的安全攻击,通过信任模型评价节点,抵御不良节点的自私攻击。仿真实验证明它能有效激励节点合作,提高路由协议的性能和网络的安全性。