基于信任度的WSN信任模型研究

蘇耀鑫, 高秀峰, 盧 昱

(陸軍工程大學石家莊校區，石家莊 050003)

0 引言

無線傳感器網絡[1-2](Wireless Sensor Network，WSN)的應用越來越廣泛[3]，常工作在復雜網絡環境下，因此面臨的安全問題[4]也越來越嚴重。傳統的基于密碼學的認證機制只能解決惡意節點發起的外部攻擊，如WATRO等提出了基于RSA公鑰算法建立起來的TinyPK認證方案[5]等，但是無法有效地防止由節點被俘引起的內部攻擊。信任機制[6-7]是解決網絡內部攻擊最有效的方法,是對傳統基于密碼學安全機制的有效補充，從而提高網絡的安全性。在信任機制中，節點通過評估鄰居節點的信任度來完成路由選擇[8-10]等一系列決策。目前，在無線傳感器網絡領域，研究者已經提出了許多經典的信任模型[11]。例如，MARSH[12]在1994年首次從社會學和行為學的角度提出了信任機制；2004年，GANERIWAL等以貝葉斯理論為基礎，提出了基于節點信譽的信任管理模型RFSN[13](Reputation-based Framework for Sensor Networks),利用鄰居節點的行為計算信任值，與設定閾值比對進行決策;MEJIA[14]等基于非合作博弈論提出了一種分布式的信任模型;文獻[15]提出了TCFL(Trust Computation Method Using Fuzzy Logic)信任模型，并結合模糊邏輯理論將不確定性的證據信息量化。

對節點信任度的評估是信任機制的核心，也是進行決策的基礎，因此準確高效地完成節點信任度的評估是研究信任機制的首要任務。但是，現有的信任機制存在節點能耗較高，惡意節點識別周期長等問題。本文針對這些問題提出了一種基于信任度的信任模型，并對信任度與信任決策進行了計算與分析。

1 信任模型的設計

本文設計的信任模型是由信任度計算、信任信息管理和信任決策3層構成,如圖1所示。……