移动Ad Hoc网络中安全检测及信任评价机制研究

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移动Ad Hoc网络是由移动节点组成的无线移动通信网络,具有动态拓扑、无线通信的特点,与其它网络相比,Ad Hoc网络的独有特性带来了路由、节点协作、安全等一系列新问题,网络安全易受到各种威胁。虽然预防技术如加密、认证等在.Ad Hoc网络路由安全中已得到广泛的应用,但是单独使用预防技术难以抵抗来自网络内部的攻击,无法达到Ad Hoc网络的安全目标,因此需要不端行为检测和信任管理与之共同作用,保障.Ad Hoc网络安全。所以不端行为检测的研究是Ad Hoc网络进一步发展的关键问题之一。信任管理为实体间的相互信任问题提供了决策框架,是移动Ad Hoc网络安全方案的基础。   在综合分析国内外关于移动Ad Hoc网络信任管理研究的最新进展和总结Ad Hoc网络安全与不端行为检测方面的研究工作和现状的基础上,从如何检测Ad Hoc网络的不端行为,到引入主观信任进行信任模型的建模、分析、优化、评价以及将信任管理应用到.Ad Hoc分簇算法和服务的可信性进行了研究。主要研究工作包括:   针对层次Ad Hoc网络的结构特点和安全需求,提出了一种基于人工免疫的不端行为检测系统模型。该模型中不端行为检测数据集分为簇内节点数据集和簇首节点数据集,分别进行二进制编码和数值编码。使用分层的抗原(不端行为)动态检测算法,通过簇内节点检测器行为匹配和簇首节点协作验证判断节点的不端行为。仿真实验表明该模型较好解决了不端行为检测系统高漏报率、误报率问题。   移动自组织网络缺乏可信第三方提供信任度量,然而节点可以依靠对其他节点特定行为进行主观判断以决定对其信任程度,但是行为特征具有呈现与否的程度大小或者不知情的问题,为此,提出了一种基于直觉模糊理论的MANET主观信任模型,并给出了信任的直觉模糊表述和实现方法,用于量化和评估节点的可信程度。仿真实验表明本模型是适合移动自组网安全的信任模型,能够有效地抵御网络攻击和信任模型攻击。   针对目前已有MANET分簇算法缺乏对主观信任的考察所以易受恶意节点干扰的问题。本文设计了一个主观信任度评估数学模型,将评估的主要指标用直觉模糊集来表示,利用直觉模糊相似度来衡量主观信任,提出了一种基于直觉模糊集合的主观信任MANET簇生成算法,通过原HELLO消息的较小扩展,实现了一个基于直觉模糊集的主观信任移动自组网分簇方法(CAST)。结果表明该模型适用于移动Ad Hoc网络,弥补了移动Ad Hoc网络中现有的分簇算法的缺陷,同时具有更低的通信开销和安全性。   提出一种新的MANET安全分簇算法,结合信任评价机制和连通支配集理论。首先采用直觉模糊相似度来评估节点的行为可信度,然后选取最大信任节点担负支配任务,分布式实现连通支配集的构造,通过采用优先选举支配节点为簇首的策略实现分簇算法。分析和实验结果表明该算法适用于移动Ad Hoc网络,具有更低的通信开销和更高的安全性。   现有的信任模型依靠聚集系统中其他实体的推荐信任信息对目标实体进行信任度量,忽略了对信任关系及交互经验信息内涵和特征的分析,加剧了分布异构环境中因实体间主客观差异性造成的信任度量偏差。本文提出了一种以经验为核心概念类的经验本体E-Ont,明确了信任相关经验的概念及属性,在此基础上提出一种本体信任模型ESOBTM,实现了经验信息在语义层面上的理解和解释,有效解决了服务计算环境中上下文和评价标准的差异性对信任度量的影响。仿真实验表明,相比于现有的信任模型,ESOBTM增强了动态服务计算环境下服务交互实体选择的成功率,提高了服务计算系统的可信性。
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