无线传感器网络中节点信任管理系统

摘要

本发明的无线传感器网络中节点信任管理系统中，监测狗模块与环境探测模块和状态评估模块相连，环境探测模块之后顺序连接着状态评估模块、信任建立模块和恶意节点判断模块，系统工作时，在监测阶段，节点运行监测子系统，开启监测狗模块，以监测判断邻居节点发生的各类行为是否为恶性行为或是正常行为。在信任评估阶段，运行信任评估子系统，暂停运行监测子系统，并产生新的可信任节点表和不可信任节点表。该系统基于节点状态估计的传感器网络信任管理的系统框架及实现机制，与传感器网络现有的基于节点工作能力预测节点状态的信任管理相比，本发明能够有效识别恶意节点，而不受部署环境的干扰和影响。

主权项

1.无线传感器网络中节点信任管理系统，其特征是，系统中，监测狗模块与环境探测模块和状态评估模块相连，环境探测模块之后顺序连接着状态评估模块、信任建立模块和恶意节点判断模块，系统工作的具体步骤如下：首先进行初始化，预置系统参数ξ₀、R₀、R₁、β_1，1-J、β_2，1-J、β_3，-J、β_4，1-J、P_thr、C_thr、r₀，将每个时间片周期划分成监督阶段和信任评估阶段；然后，第1步：在监测阶段，监测狗模块监测数据包并提取其相关信息，根据库文件信息，判断观察节点发生了哪些恶性行为和正常行为，以及对应的发生恶性行为和正常行为的次数，更新观察节点的行为表以及库文件，在监测阶段结束之前，将邻居节点的行为表，包括各类行为对应的正常行为次数以及恶性行为次数，发送至状态评价模块和环境探测模块；第2步：进入信任评估阶段，环境探测模块接收监测狗模块发送的邻居节点行为表，估算正常节点和恶意节点在当前环境下发生每种恶性行为的概率范围区间，并将计算结果发送至状态评价模块；第3步：状态评价模块执行节点状态估计算法，评估基于一类行为节点为正常状态的概率或恶意状态的概率，并将状态评估结果移交给信任建立模块；第4步：信任建立模块计算邻居节点的信任值，并将结果移交给恶意节点判断模块；第5步：恶意节点判断模块根据邻居节点的近期信任值和长期信任值，重新更新可信任节点表和不可信任节点表；以上5步执行结束后，节点等待进入下一个时间片；上述，ξ₀为正常节点发生任意一类恶意行为概率的最大区间宽，节点异构性越小，ξ₀的取值越小；节点异构性越大，ξ₀的取值越大，ξ₀的取值范围在0到0.2之间；为恶意节点和正常节点发生B_1-K恶意行为概率的概率范围区间间隔。环境条件越好，的取值越小；环境条件越恶劣，的取值越大。的取值范围在0.2到0.5之间；β_1，1-J为一个调整因子，其值接近于0，并且满足β_1，j+β_2，j＝1(1≤j≤J)，一般取值在0.01到0.1之间；β_2，1-J也为一个调整因子，其值接近于1，并且满足β_1，j+β_2，j＝1(1≤j≤J)，一般取值在0.9到0.99之间；β_3，1-J为一个动态的调整因子，其初始值接近于0，并且满足β_3，j+β_4，j＝1(1≤j≤J)，其初始值为0.2左右；β_4，1-J也为一个动态的调整因子，其初始值接近于1，并且满足β_3，j+β_4，j＝1(1≤j≤J)，其初始值在0.8左右；P_thr表示节点处于恶意状态的概率门限值，一般取值在0.6或以上；C_thr表示节点近期信任值的门限值，一般取值在0.6或以上；r₀表示节点信任值的门限值，一般取值在0.7或以上；R₀表示基于粗细网格的节点状态估计算法中粗网格的大小，一般取值为0.1或以下，并且R₁＜＜R₀；R₁表示基于粗细网格的节点状态估计算法中细网格的大小，一般取值为0.01左右或以下，并且R₁＜＜R₀。