基于完全信息重复博弈的无线传感器网络中安全路由算法的研究

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无线传感器网络部署在开放的环境下,它们通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统。由于受到客观因素的限制,传感器节点的能量十分有限且不能重复使用,所以能量问题成为无线传感器网络的一个重要问题。而且随着终端设备可编程性的提高,节点很容易成为恶意节点体现出“自私性”,这些节点在享受无线传感器网络带来的服务的同时拒绝提供转发功能,如何克服这些自私节点给网络带来的负面影响也成为了无线传感器网络的另一个重要问题。为了能够综合解决无线传感器网络中能耗问题和自私性问题,该文提出一种无线传感器网络的安全路由算法(SRGCI,Secure Routing Algorithm Based on Complete Information Repeated Game Theory),该算法引入了博弈论概念并建立博弈模型同时引进声誉机制。通过对以往无线传感器网络安全路由算法的研究,设计了一种基于博弈论,兼顾节点剩余能量的安全路由算法并形成安全路由协议。该算法在保证安全的基础上尽量节省能量。该算法中,节点在考虑是否为源节点转发数据时,相互之间进行博弈,源节点根据博弈结果,选择声誉值最大的节点让其转发。由于引进声誉机制,那么声誉值最大的节点肯定为最积极配合的节点,这样有效地克服了节点“自私”性的问题。同时源节点只把一份数据传给其邻居进行传输,这样大大减小了节点的能量消耗。该协议中规定了网络中存在的数据包类型,规定了数据包的格式并且规定了节点间的工作具体流程。本文首先简单的介绍了无线传感器网络的安全隐患和安全目标,并介绍了博弈论的相关知识,同时建立了博弈模型。接着给出了SRGCI算法的具体能容并在理论上证明了该模型的正确性。最后,通过OMNet++4.0实现了SRGCI的仿真程序,对SRGCI进行了仿真和性能分析。通过仿真结果表明,SRGCI消耗的能量相对较小,并且能够保证路由的安全工作
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