基于动态信任评估的MANET安全路由协议研究

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移动自组网(MANET)是一种无基础设施、自组织、快速部署的无线网络,被广泛应用于抢险救灾、机动作战、野外搜寻等领域。作为MANET网络重要支撑技术的路由协议(AODV、DSR和OLSR等)是在网络高度安全的基础上设计的,其安全性已经不能满足MANET网络的新需求,如果不加以引入适当的安全机制,会导致MANET网络路由遭受重放、黑洞和自私等各种内部恶意攻击。本文针对MANET网络节点的内部攻击,即数据篡改、恶意欺诈、恶意丢包等行为,提出了一种基于信任理论的MANET路由协议安全加固解决方案。基于以上讨论,本文对MANET网络节点信任关系建立和网络层可信路由协议设计展开研究;主要创新性工作如下:(1)针对现有MANET网络节点信任评估模型无法有效应对节点间的通信行为数据攻击以及难以抵抗恶意推荐欺诈的不足,本文提出了一种面向于MANET网络节点的动态信任评估模型。在该模型中,将目标节点的信任评估水平分为三个层次,分别是对目标节点的直接信任、推荐信任和综合信任。其中,直接信任评估模块依赖于节点的服务质量。为提高第三方推荐节点的推荐可信度,本文设计了推荐节点可信度因子。考虑到信任评估的时效性,本文建立了一种基于滑动时间窗口机制和历史交互水平的信任更新机制。最后利用动态权重函数客观分配直接信任值和推荐信任值的自适应权重计算综合信任值,进而保护感知节点免于内部攻击,提高识别恶意推荐欺诈的能力。(2)针对MANET网络的AODV路由协议在恶意节点较多时,无法提供可靠的网络路由导致的网络阻塞和网络延迟等问题。基于MANET节点信任评估模型,改进原有AODV协议,对其中的报文消息(HELLO,RREQ,RREP)和可变信息(跳数,哈希值)等都包含在保护机制中,设计了基于信任的Tr-AODV路由协议。然后,形式化描述Tr-AODV路由协议的路径选择依据指标、路径选择策略,以及Tr-AODV路由协议的维护过程。最后在NS-3软件中搭建仿真环境以验证Tr-AODV协议的性能。
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