论文部分内容阅读
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一个新兴的领域，有着十分美好的前景，吸引了许多专家在这个领域进行了大量的研究，并取得了很大的进展，但是仍有一些问题需要发现和完善。保证WSN网络的安全性和优化网络的能耗就是其中非常重要的问题。本文以国内外众多学者对WSN安全路由研究成果为基础，对地理路由GEAR（Geographical and EnergyAware Routing）及改进的安全协议E-GEAR在安全及能耗方面存在的问题进行针对性的改进。改进后的安全路由协议为SE-GEAR（Security and Energy-Geographical and Energy Aware Routing）。该协议首先在E-GEAR协议采用的BRSN（Beta Reputation System For Sensor Networks）信誉评测模型上引入了节点的历史信誉和EWMA（Exponentially Weighted MovingAverage）技术，改进后的信誉模型为TS-BRSN（Temporal and Spatial-Beta ReputationSystem For Sensor Networks）。TS-BRSN信誉模型有效地解决了信誉因素不全面的问题，同时也降低了对意外丢包节点的误判率，提高了网络对内部威胁的防御，改善了协议的安全性能。然后在节点信誉更新机制上也做了相应的改进，不再沿用事件触发式的信誉更新机制，而是采用定时器触发式更新节点信誉来降低信誉更新次数，以此来优化网络的能量消耗和延长网络的生存时间。当查询分组到达目标区域后，针对洪泛方式进行改进，用简单的数据融合处理分组，降低了网络的通信量，减少了网络的能量消耗。综合分析，通过这些改进，我们可以有效地改善WSN网络的整体性能。最后，在NS2仿真平台下对该协议进行仿真。主要针对TS-BRSN的信誉分布、意外丢包节点的误判、恶意节点的识别以及网络中能量的消耗这四个方面进行对比分析，证明了该改进协议在安全和能耗方面的优越性。