【摘要】：提出了一種綜合考慮鏈路安全、鏈路沖突、鏈路可靠度與鏈路可用帶寬的路由判據(jù)SIEB。SIEB包括鏈路安全和鏈路性能2個(gè)方面,在SIEB的鏈路安全權(quán)值計(jì)算中,為了抵御各種洞攻擊,提出了基于兩跳鄰居反饋的鏈路信任值計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上,提出了鏈路安全權(quán)值計(jì)算算法LSWC和鏈路性能權(quán)值計(jì)算算法LSPC,提出了分布式滿足QoS約束的路由協(xié)議SIEBP,SIEBP的目標(biāo)是:構(gòu)造安全的路由路徑,并且最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量。仿真結(jié)果表明,SIEBP能達(dá)到預(yù)定目標(biāo),構(gòu)造的路徑能抵御黑洞、灰洞、蟲洞等攻擊,并且獲得了較高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
【圖文】：

·72·通信學(xué)報(bào)第35卷圖1認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓谡J(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，由于主用戶占用授權(quán)信道的時(shí)變性，次用戶感知的可用頻譜資源的動(dòng)態(tài)變化性，上述的洞攻擊非常容易發(fā)生，任意攻擊節(jié)點(diǎn)只需向鄰居節(jié)點(diǎn)有意地報(bào)告錯(cuò)誤的可用信道，引誘數(shù)據(jù)傳輸至攻擊節(jié)點(diǎn)即可產(chǎn)生洞攻擊。無線業(yè)務(wù)γ1=(S,D,10)的源點(diǎn)為S，目的節(jié)點(diǎn)為D，帶寬約束為10Mbit/s。設(shè)X節(jié)點(diǎn)是攻擊節(jié)點(diǎn)，向相鄰的節(jié)點(diǎn)虛假報(bào)告感知的可用信道，比如，X節(jié)點(diǎn)向A、B、J與K節(jié)點(diǎn)報(bào)告其感知的可用信道集合為{1,2,3,4,5}。各無線鏈路的可用信道集合與信道的可用帶寬，如表1所示。表1無線鏈路可用信道集合與各信道的可用帶寬(u,v)Ku∩Kv(,)kBuv(S,A){3}3B(S,A)24(A,B){1,3}1B(A,B)20，3B(A,B)24(A,J){3}3B(A,J)24(A,X){1,3,5}1B(A,X)20，3B(A,X)24，5B(A,X)35(B,K){1,3}1B(B,K)20，3B(B,K)24(J,K){3}3B(J,K)24(K,D){5}5B(K,D)35在認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，路由路徑構(gòu)造必須與頻譜分配聯(lián)合考慮。如果路由判據(jù)是無線鏈路最大可用帶寬，則在沒有攻擊節(jié)點(diǎn)X的情況下，為無線業(yè)務(wù)γ1構(gòu)造的路由路徑應(yīng)該是3135SABKD，表示無線鏈路(S,A)分配信道3，，無線鏈路(A,B)分配信道1，無線鏈路(B,K)分配信道3，無線鏈路(K,D)分配信道5。當(dāng)存在攻擊節(jié)點(diǎn)X的情況下，節(jié)點(diǎn)X向相鄰的節(jié)點(diǎn)虛假報(bào)告其感知的可用信道，比如，節(jié)點(diǎn)X向節(jié)點(diǎn)A、B、J與K報(bào)告其感知的可用信道集合為{1,2,3,4,5}，其節(jié)點(diǎn)X感知的可用信道集合為{3,4}。在這種情況下，為無線業(yè)務(wù)γ1構(gòu)造的路由路徑為3555SAXKD，如表2所示。其實(shí)，無論什么路由判據(jù)，攻擊節(jié)點(diǎn)都可以虛假報(bào)告迎合路由判據(jù)的可用信道?

第11期鄺祝芳等：認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中滿足QoS的高吞吐量安全路由協(xié)議·73·TVN(v,w)=(,)(,)PavwPfvw(3)Pf(v,w)表示節(jié)點(diǎn)v傳輸給下一跳節(jié)點(diǎn)w的數(shù)據(jù)分組的數(shù)量，Pa(v,w)表示節(jié)點(diǎn)v從兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)u接收到確認(rèn)接收的數(shù)據(jù)分組的數(shù)量，如圖2所示。圖2兩跳鄰居反饋示意假如節(jié)點(diǎn)v傳輸了100個(gè)數(shù)據(jù)分組給節(jié)點(diǎn)w，即Pf(v,w)=100，節(jié)點(diǎn)u從節(jié)點(diǎn)w接收了80個(gè)數(shù)據(jù)分組，則節(jié)點(diǎn)u給節(jié)點(diǎn)v反饋Pa(v,w)=80。假如節(jié)點(diǎn)w是攻擊節(jié)點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起灰洞攻擊，進(jìn)行選擇性轉(zhuǎn)發(fā)，致使節(jié)點(diǎn)u從節(jié)點(diǎn)w接收到的數(shù)據(jù)分組非常少，節(jié)點(diǎn)v可以非�？斓赝ㄟ^節(jié)點(diǎn)u的反饋檢測(cè)出節(jié)點(diǎn)w是攻擊節(jié)點(diǎn)。對(duì)于黑洞攻擊，節(jié)點(diǎn)u從節(jié)點(diǎn)w接收到的數(shù)據(jù)分組為零，給節(jié)點(diǎn)v反饋Pa(v,w)=0。當(dāng)節(jié)點(diǎn)v檢測(cè)出節(jié)點(diǎn)w的信任值TVN(v,w)小于信任值閾值tsh1T，立即通告無線業(yè)務(wù)源點(diǎn)重新進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)過程。在利用節(jié)點(diǎn)信任值檢測(cè)出攻擊節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，還應(yīng)該盡量減少對(duì)非攻擊節(jié)點(diǎn)的誤判，即節(jié)點(diǎn)w的信任值很低，不是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)w制造了洞攻擊，而是因?yàn)闊o線鏈路在某信道的傳輸質(zhì)量實(shí)在太差引起的，這種情況下不應(yīng)該認(rèn)為節(jié)點(diǎn)w是攻擊節(jié)點(diǎn)。因此，還應(yīng)該考慮無線鏈路分配不同信道時(shí)的信任值。節(jié)點(diǎn)w的信任值TVN(v,w)是節(jié)點(diǎn)v根據(jù)歷史無線業(yè)務(wù)計(jì)算而得。根據(jù)歷史的節(jié)點(diǎn)信任值，可以計(jì)算出無線鏈路分配不同信道的情況下鏈路安全權(quán)值，(,)kSWvw表示無線鏈路(v,w)分配信道k的情況下的鏈路安全權(quán)值，其計(jì)算如式(4)所示。,&,(,)minTVN(,),kvwPixvwkivwSWvwvwkKK(4)其中，Pi表示歷史無線業(yè)務(wù)γi的路徑。對(duì)于無線鏈路(v,w)的所有可用信道vwkKK，采用式(4)計(jì)算無線鏈路(v,w)分配信道k的鏈路安全權(quán)值。如果算得(,)kSWvw的值為零，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)w為黑洞，直接放?

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2571730