基于双重信誉值与多角度权值的抗SSDF攻击协作频谱感知方法

为保证协作频谱感知具备较好的抗频谱感知数据篡改(SSDF)攻击能力,提出一种基于双重信誉值与多角度权值的协作频谱感知(DRMW-CSS)方法。首先,以历史本地判决结果进行多次迭代获得评分信誉值,并在此基础上计算出准确率信誉值。其次,以双重信誉值和多个信誉值门限对次级用户(SU)进行筛选。然后,判断SSDF攻击对该筛选方法造成的影响程度,并将其分为3种情况。最后,根据不同情况采用相对应多角度权值数据融合判决方法做出最终的全局决策。仿真结果表明,所提方法在面对不同攻击策略与攻击概率的SSDF攻击时具有良好的感知准确率,相较于传统方法具备更好的抗攻击能力。

基于复合熵和证据理论的抗SSDF攻击协作 频谱感知方法

针对协作频谱感知中,频谱感知数据篡改(spectrum sensing data falsification,SSDF)攻击导致的感知性能恶化问题,在次级用户中恶意用户占比小于一半的情况下,提出一种基于复合熵和证据理论的抗SSDF攻击协作频谱感知方法。首先,次级用户根据本地感知统计量计算基本概率分配(basic probability assignment,BPA)信息。然后,融合中心根据BPA计算距离值并进行熵处理得到复合熵,再以复合熵为权重对BPA信息进行调整,降低恶意用户的权重。最后,针对证据理论中Dempster融合公式的弊端,采用加权求和法代替传统的融合公式。仿真结果表明,和已有方法相比,在不同类型的SSDF攻击下,所提算法具有较好的感知性能。

抗SSDF攻击的一致性协作频谱感知方案

在分布式认知无线电网络中,一般很难找到合适的融合中心能够收集所有协作用户的感知信息,而且协作过程极可能遭到篡改感知数据(Spectrum Sensing Data Falsification,SSDF)攻击.鉴于此,该文提出了一种改进的一致性协作频谱感知方案.利用Metropolis迭代规则,各次用户仅依靠邻接点之间的局部信息交互即可实现感知协作,且无需网络的任何先验知识.为了抵抗潜在的三种SSDF攻击,该方案中引入了相应的抗攻击策略,使合法次用户能及时检测并拒绝恶意用户接入网络.仿真结果表明,改进方案能保证绝大多数合法次用户最终趋于状态一致,并分别做出正确决策;与现有的一致性方案相比,该方案能使协作感知在各种攻击场景中的稳健性明显增强.

抗SSDF攻击的EWSPRT协作频谱感知方案

比较了认知无线电网络中几种典型的协作感知方案在篡改感知数据(SSDF)攻击条件下的感知性能,并提出了一种增强型加权序贯检测(EWSPRT)协作方案。在该方案中,各次用户首先通过能量检测得到2 bit本地决策,然后收集其它协作用户的感知结果进行决策融合和最终判决,并依据历史观测信息动态更新各协作用户的融合权重;利用改进的信任度更新算法能使恶意用户的融合权重更快地降低,从而有效地减少SSDF攻击对协作过程的影响。Monte-Carlo仿真结果表明,与传统方案相比,EWSPRT方案能够更有效地抵抗SSDF攻击。

协作频谱感知中基于累积可疑度水平的抗SSDF攻击策略

信息融合式协作频谱感知(Cooperative Spectrum Sensing,CSS)极易受到篡改感知数据(Spectrum SensingData Falsification,SSDF)攻击的威胁。针对此问题,提出了一种基于累积可疑度水平(Accumulated Suspicious Level,ASL)的抗攻击策略。在该策略中,利用了数据挖掘的思想,信息融合中心不需要任何关于恶意用户攻击策略的先验信息,仅通过各次用户历史决策之间的Hamming距离来计算其可疑度,并通过多个感知周期的信息累积得到每个次用户的ASL。当某些用户的ASL连续出现超过某一特定门限时,融合中心即将它判定为恶意用户并将其从融合过程中剔除,从而达到抵抗SSDF攻击的目的。仿真结果表明,该抵抗策略能够有效检测并剔除各种类型的SSDF攻击,对于一般算法无法检测的智能型攻击也具有较好的抵抗效果,并可改善不同形式SSDF攻击场景下的协作频谱感知性能。

认知无线电网络中频谱感知安全的研究进展

频谱感知是认知无线电网络中的核心功能,它的引入可使次用户在不干扰主用户的前提下实现对授权频段的伺机接入,然而,同时也给网络带来了许多安全方面的新隐患。该文对频谱感知安全的最新研究进展进行了综述,针对物理层的伪装主用户攻击,分析了两种主流解决思路的可行性。针对链路层的篡改感知数据攻击,分别在信息融合式和分布式两种不同的感知场景下,归纳并比较了几种典型抗攻击策略的优劣。在此基础上,明确了下一步的主要研究方向。

协作频谱感知中的可信双门限硬判决融合算法

数据融合硬判决算法有效提高了协作频谱感知的精确性。然而,传统硬判决融合算法不加筛选的接收感知数据,且采取单门限判决机制,为恶意用户提供了可乘之机。为了防御恶意用户实施的频谱感知数据篡改攻击,本文提出一种基于声誉的可信双门限硬判决融合算法RHDF(Reputation-based Hard Decision Fusion Algorithm),只有可信认知用户的感知报告才会被融合中心接收;同时,引入优先取半的双门限判决融合思想,提高了融合判决的效率和性能,从而有效规避了恶意用户的影响。仿真结果表明,与传统硬判决融合算法相比,RHDF算法能更有效地防御频谱感知数据篡改攻击,保证更好的协作频谱感知性能。

利用SSDF攻击特征的加权分布式频谱感知算法

协作频谱感知可以提高频谱感知的可靠性,但易遭到篡改感知数据(Spectrum Sensing Data Falsification,SSDF)攻击。该文利用SSDF攻击特征,判断邻居节点发送值是否是恶意状态值,并提出一种加权分布式协作频谱感知算法。该算法根据状态值在本地节点网络中的偏离程度,设定其融合权值。仿真结果表明,所提算法在节点收敛率和鲁棒性两方面,比基于梯度的协作频谱感知算法和基于最大差值的协作频谱感知算法都有所提升,检测性能也因此显著提高。

基于中位数的抗SSDF攻击协作频谱感知方案

给出一种基于中位数的分布式协作频谱感知算法。选取次级用户与其邻居间感知数据差值的中位数作为迭代依据,降低感知数据极端的次级用户可能为恶意用户的影响;对各邻居节点建立信任度指标,进一步降低恶意用户的影响。所给算法无需融合中心,次级用户与相邻节点以局部信息交互方式进行协作感知。仿真结果表明,所给算法相比现有平均一致算法可明显提高频谱感知性能,且可提高收敛率。

恶意环境中基于能量效率的安全协作频谱感知

频谱感知是认知无线电网络运行的前提,但是在恶意环境中,频谱感知数据存在被篡改的威胁.针对该问题,提出了一种低开销的对称加密方法,采用报文鉴别码对次级用户报告的数据进行鉴权,保证数据的完整性,从而缓解攻击对感知性能的影响.提出了协作频谱感知中能量效率的概念,并通过改变报文鉴别码长度优化能量效率.仿真验证了上述方法的有效性并给出了优化问题的数值解.

分布式协作认知无线电SSDF攻击的防御策略综述

协作频谱感知可以提高频谱感知的可靠性,但其融合机制使得其易受频谱感知数据篡改(spectrum sensing data falsification,SSDF)攻击影响。为深入了解SSDF攻击防御算法的发展现状及趋势,总结了SSDF攻击典型的分布式防御策略,并对相应分布式防御算法进行了比较。最后依据目前相关研究中所发现的问题,对SSDF攻击分布式防御策略未来的研究方向进行了展望。

高恶意用户比例下稳健WSPRT算法

频谱感知数据篡改(SSDF)攻击是协作频谱感知(CSS)中常见的攻击方式。在分布式协作频谱感知网络中,采用加权序贯概率比检测(WSPRT)融合准则,通过信誉值机制,有效缓解了SSDF攻击的影响。但是,随着网络中恶意用户数目比例的增加,融合判决结果的错误概率将大大增加。在高恶意用户比例下,融合节点判决结果的错误概率将变得不容忽视。为了缓解分布式网络中高恶意用户比例下SSDF攻击带来的不良影响,因此提出训练机制下加权序贯概率比检测(RT-WSPRT)算法。仿真表明,在高恶意用户比例的情况下,RT-WSPRT检测性能优于WSPRT。

抵御SSDF攻击的维纳滤波器检测算法研究

针对认知无线电网络中随机概率式频谱感知数据篡改(SSDF)的攻击,利用基于最小均方误差建立的维纳滤波器对目标信号进行估计,提出一种维纳滤波器检测(WFD)算法。基于梯度算法训练最优权重,根据权重对训练数据加权融合并对融合结果取平均作为门限,将训练得到的权重和门限与各认知用户发送的数据加权融合得出判决结果。仿真结果表明,与传统的等增益合并算法相比,在相同的信噪比下,WFD算法的错误概率降低20%以上,且受SSDF攻击的恶意用户所占比例、攻击概率和相对攻击强度等关键参数影响较小,具有更好的鲁棒性。

合作频谱感知安全技术研究

频谱感知是认知无线电实现动态频谱接入的前提和关键技术。由于阴影效应和多径衰落等因素,单个认知用户的频谱感知的结果可能不可靠,因此通过多个认知用户检测结果的融合来提高频谱感知的性能,即合作频谱感知。目前,合作频谱感知存在两类安全威胁:主用户假冒攻击(IE,Incumbent Emulation)和频谱感知数据篡改攻击(SSDF,Spectrum Sensing Data Falsification)。由于这两种攻击的存在,将会大大降低频谱感知的性能,减少认知用户接入空闲授权频段的机会。因此,有必要对这两类攻击开展相关的防御技术研究。

协作频谱感知安全问题研究

针对认知无线电网络中协作频谱感知中安全问题,分析了模拟"主用户"PUE和篡改感知数据SSDF两种攻击方式,重点研究了SSDF攻击下的协作频谱感知安全方案。在比较现有抗SSDF攻击方案协作感知性能的基础上,提出了基于四门限决策的改进型WSPRT。结果表明,改进型WSPRT方案相比于传统方案,具有更好的协作感知性能。