MANETs動態(tài)信任模型研究.pdf

1、移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANETs)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點(diǎn)組成的無須固定設(shè)施支持的臨時性的通信網(wǎng)絡(luò)。其基本特點(diǎn)具有開放的媒質(zhì)、動態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布式的合作和受限的網(wǎng)絡(luò)能力，網(wǎng)絡(luò)中移動節(jié)點(diǎn)具有匿名性和高度自治，網(wǎng)絡(luò)通訊依靠在通信路徑上的中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)無線傳輸范圍外節(jié)點(diǎn)間的正常通信。 由于MANETs中移動節(jié)點(diǎn)本身要受諸如能量和計(jì)算能力等各種資源的限制，節(jié)點(diǎn)不愿意花費(fèi)資源去轉(zhuǎn)發(fā)它不感興趣的數(shù)據(jù)包，甚至卻期望其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)

2、發(fā)自己的數(shù)據(jù)包。同時由于節(jié)點(diǎn)間缺乏對與之交互的節(jié)點(diǎn)的可信程度的知識，節(jié)點(diǎn)需應(yīng)對交互過程中可能出現(xiàn)的威脅，每個移動節(jié)點(diǎn)都可能受到直接或間接的攻擊。如何保障在MANETs網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信安全成為一個不容忽視，必須解決的關(guān)鍵性問題。 本文針對上述問題，以MANETs動態(tài)信任模型為主要研究對象，總結(jié)MANETs安全問題的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，在借鑒傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合MANETs的固有特點(diǎn)，在不增加任何額外的硬件設(shè)備的情況下，對

3、如何保障MANETs安全性進(jìn)行創(chuàng)新性和探索性的研究。本文提出基于博弈、模糊和置信度的MANETs動態(tài)信任模型以及頻率域下多目標(biāo)可信路由發(fā)現(xiàn)算法。 主要創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面： (1)針對MANETs中自私節(jié)點(diǎn)儲存自身能量和其它資源，常常不參與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不利于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)相互信賴路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的弊病，本文基于博弈研究MANETs中節(jié)點(diǎn)的行為，提出一種根據(jù)節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)度來獲得資源，刺激節(jié)點(diǎn)共享資源和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法。此方法兼

4、顧MANETs通信中沒有第三方中心認(rèn)證的特點(diǎn)，不是一種集中于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制合作的方法。基于博弈理論的信任模型，實(shí)現(xiàn)鼓勵包轉(zhuǎn)發(fā)，約束自私節(jié)點(diǎn)。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此信任模型能夠識別自私節(jié)點(diǎn)并且能在信任節(jié)點(diǎn)之間建立信任，提高整個網(wǎng)絡(luò)效率。 (2)基于模糊邏輯能夠很好的處理不確定性和信任評價、包轉(zhuǎn)發(fā)檢查和可靠性調(diào)整的不精確性輸入的特點(diǎn)，提出一種基于模糊推薦的MANETs信任模型，用于量化和評估節(jié)點(diǎn)的推薦可信程度，給出五種基于模糊

5、關(guān)系理論的模糊信任推薦和模型的數(shù)學(xué)表述。該模型的目的在于削弱自私節(jié)點(diǎn)協(xié)同作弊的效果。通過節(jié)點(diǎn)間模糊推薦構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的全局信任，它綜合整個網(wǎng)絡(luò)對該節(jié)點(diǎn)的信任評價，因此自私節(jié)點(diǎn)不能通過“相識”的同伙給出不實(shí)評價而獲得較高的信任，避免自私節(jié)點(diǎn)間相互偽造推薦度來互相“吹捧”，以獲得虛高的信任的現(xiàn)象。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此模型能夠有效地適用于遏制更廣泛類型的自私節(jié)點(diǎn)同謀攻擊，在端到端分組傳遞率和網(wǎng)絡(luò)中的平均能量消耗等性能指標(biāo)上較傳統(tǒng)模型有較大

6、提高。在節(jié)點(diǎn)評價數(shù)據(jù)極端稀疏的情況下，仍能取得較理想的質(zhì)量。 (3)針對MANETs網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變或無線沖突的發(fā)生都可能導(dǎo)致作為信任值評估證據(jù)的樣本空間不一定完整和可靠，使得現(xiàn)有的信任評估模型不能應(yīng)用其上的問題，提出基于置信度的MANETs環(huán)境下的信任模型，給出模型的數(shù)學(xué)表述和實(shí)現(xiàn)方法，此模型用于量化和評估節(jié)點(diǎn)的可信程度。本文運(yùn)用置信度對信任問題進(jìn)行建模，建立信任的評價機(jī)制，提出推薦信任關(guān)系的推導(dǎo)規(guī)則，構(gòu)造一個完整的信任模型

7、。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此模型與已有的基于證據(jù)理論的信任評估模型相比較，具有有效性和優(yōu)越性，為MANETs網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信任模型研究提供一個有價值的新思路。 (4)提出一種獨(dú)特的MANETs中基于頻率下多目標(biāo)可信路由決策算法，它和現(xiàn)在大多數(shù)路由算法都是在時間域下使用單一約束參數(shù)選擇路由的方式截然不同。此方法利用概率理論分析安全和可信路由，基于概率密度函數(shù)的時頻相互轉(zhuǎn)化，減小計(jì)算復(fù)雜度，解決MANETs中節(jié)點(diǎn)間缺乏物理安全以及