无线传感器网络中不依赖MAC认证的虚假数据过滤算法

依据传感器网络分簇协作聚合的特点,提出了一种多重半脆弱水印算法,水印的生成、嵌入和提取是由簇内选取的多个证人节点共同完成,具有节约能量和抵御单个节点被俘获而泄密的特点。提出了一种基于多重半脆弱水印的虚假数据过滤算法,利用水印对数据包进行相关认证,无需依赖MAC认证。分析和仿真表明,新的算法不仅过滤虚假数据的能力强、通信开销低,且具有"顽健但脆弱"的特性,能支持网内有损数据处理和抵抗一定的噪声干扰。

无线传感器网络中基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略

提出了一种基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略(false reports filtering scheme based on neighbor watch,NWFFS).在NWFFS策略中,每个节点保存两跳邻居节点信息,每个数据包必须包含T个来自不同密钥分区节点的ID及其生成的MAC.除生成数据包的簇头节点外,每个中间节点向其下游节点转发数据包后,还需向自己的上游节点发送ACK包,通过对ACK包的监听,恶意节点利用其他区域俘获节点信息伪造的虚假数据包将被其一跳邻居识别出来,同时中间节点和Sink节点利用自身携带的密钥对少部分逃脱的虚假数据包进行进一步验证.理论分析和实验表明,该策略有效地避免了恶意节点利用任意区域已被其俘获的节点伪造虚假数据而不被识别出来,提高了途中过滤效率,从而降低了恶意节点对网络的影响,延长了网络生存期.

无线传感器网络中虚假数据过滤方案

传统虚假数据过滤算法不能有效地应用于无线传感器网络,因而需要研究适合无线传感器网络的虚假数据过滤方案。在介绍无线传感器网络与虚假数据过滤的概念和特点后,提出了虚假数据过滤方案的分类方法,探讨了各种虚假数据过滤策略,着重分析了当前一些较为重要的虚假数据过滤策略,并指出了这些策略的优缺点。最后分析了当前亟待解决的问题,展望了其未来的发展趋势。

适用于虚假数据过滤的最优传感器覆盖研究

已有传感器网络虚假数据过滤机制采用随机策略部署节点,由转发节点对数据包中附带的t个MAC(message authentication code)签名进行验证,从而实现对虚假数据的识别和过滤。然而在实际应用中,随机部署往往在网络中形成部分稀疏区域,无法被t个拥有不同密钥分区的节点同时覆盖。提出利用覆盖算法对节点进行部署,在均衡覆盖质量及网络开销的情况下,证明了适用于虚假数据过滤的最优节点覆盖度为2t,并进一步推导了一些相关的覆盖结论。理论分析及仿真实验表明,与随机部署相比,最优覆盖算法极大提高了t个密钥分区同时覆盖的概率。当400个节点部署于50×50 m2的区域时,随机部署和最优覆盖算法保证t个密钥分区同时覆盖的概率分别为9%和92%。

WSN中基于阈值机制的虚假数据过滤方案

传统虚假数据过滤方案无法过滤从非转发区域注入的虚假数据。为解决该问题,提出一种基于阈值机制的虚假数据过滤方案。节点在部署后建立到Sink的转发路径,每个数据包包含t个检测节点的消息验证码(MAC)以及2个安全阈值,转发节点分别对MAC和安全阈值进行正确性验证。理论分析及仿真实验结果表明,该方案能有效识别与过滤任意区域注入的虚假数据,并且具有较低的能量开销。

传感器网络中一种基于地理位置的虚假数据过滤方案

提出了一种基于地理位置的虚假数据过滤方案GFFS。在GFFS中,节点在部署后将地理位置预分发给部分其他节点存储,每个数据报告必须包含t个具有不同密钥分区检测节点的MAC以及地理位置,转发节点既对数据分组中包含的MAC和地理位置的正确性进行验证,还对地理位置的合法性进行验证。理论分析及仿真实验表明,GFFS能有效地过滤不同地理区域的多个妥协节点协同伪造的虚假数据,且具备远强于已有方案的妥协容忍能力。

无线传感器网络中一种高效虚假数据过滤方案

无线传感器网络中虚假数据过滤机制工作效率较低的根本原因在于在提高密钥共享度的同时无法保证密钥的安全性。提出了一种高效率的虚假数据过滤机制。构造簇头生成树,在源簇和中转簇之间建立关联;基于负荷指数提出了一种密钥分发策略,靠近源簇的中转簇存储源簇的多个密钥,提高了密钥共享度,且密钥在中转节点中分布较均匀;来自同一个源簇的多个密钥由中转簇中不同节点存储,保障了密钥的安全性。理论分析及仿真实验表明,该方案在提高虚假数据过滤效率的同时能均衡节点通信开销,并具有较低的能量消耗和存储开销。

基于部署前密钥分配的虚假数据过滤方案

针对传统虚假数据过滤方法无法过滤从非转发区域注入虚假数据的问题,提出了一种不依赖转发路径的过滤方案PFDF。在PFDF中,基于期望的密钥共享度灵活构建密钥池,在部署前进行密钥分发。理论分析及仿真实验表明,PFDF能有效防范非转发区域的虚假数据注入攻击,并具备较低的能量开销。

传感器网络中鲁棒性虚假数据过滤方案

虚假数据攻击不仅误导基站做出错误的决定,同时也会耗尽宝贵的网络资源。提出了一个鲁棒性虚假数据过滤方案(a Robust Filtering False Date scheme,RFFD)。该方案主要包括一个密钥管理架构及与之对应的虚假数据过滤安全机制两个部分。理论分析和模拟实验表明,与SEF方案相比,RFFD方案过滤虚假数据包的性能显著提高。

传感器网络虚假数据过滤的最优覆盖度分析

虚假数据过滤是传感器网络安全领域的一个重要问题。当前算法通常由t个拥有不同密钥分区的节点协同对数据进行加密,但其所采取的随机部署节点方式无法确保每个事件源都被t个密钥分区所覆盖,从而导致稀疏区域的事件无法上报给sink。提出利用覆盖算法对节点进行部署,基于覆盖质量及网络开销推导和证明了最优节点覆盖度Δ。实验结果表明,采用Δ覆盖比随机部署的密钥覆盖有效性提高约70%。

基于信任管理机制的无线传感器网络虚假数据过滤方案

传统的无线传感器网络虚假数据过滤方案只对网络中的虚假数据报告进行过滤,网络中的妥协节点依然可以不断向网络中注入虚假数据,耗费网络资源。为了掐断虚假数据包产生的源头,提出了一种基于信任管理的虚假数据过滤方案。该方案通过分簇的方式,将多个被俘获的节点合谋伪造的虚假数据报告限定在一个簇内,同时引入信任管理机制来检测节点是否被妥协,从而隔离妥协节点。分析结果表明,该方案不仅能有效过滤虚假数据,还能隔离妥协节点,且具备很强的妥协容忍能力。

基于能量感知路由和节点过滤的虚假数据过滤算法

传统安全路由协议通常基于最短距离来确定路由,导致选择下一跳节点时,部分节点被频繁使用从而能量耗尽而影响网络的负载均衡。该文将距离和剩余能量相结合,提出了一种能量感知路由和节点过滤算法。与传统的密码交换路由过滤机制不同于:(1)该算法会在会话建立之前有选择性地随机传播关键密钥kw到部分节点中,而不是网络中所有节点。(2)在转发节点之间选择过滤节点时,不仅要参考距离,而且要考虑节点的剩余能量和密钥传播信息。结果表明:与已有算法相比,该文的方法能更好地均衡网络能耗,网络寿命大约提高了6倍,而且在不同初始能量和攻击频率下性能都是稳定的。

WSN中基于协作水印的虚假数据过滤算法

提出一种基于协作水印的数据认证算法来识别虚假数据和重复包,算法在每个数据包中嵌入两类水印:一类是鲁棒性水印,用于对发送者的身份和数据的新鲜性进行认证;另一类是由t个证人节点协作生成、嵌入的半脆弱水印,用于对数据内容进行认证.算法保证了多个水印之间互不影响;算法允许网络中的单个节点独立地提取水印,验证数据包的正确性,却不能伪造或修改水印.仿真和分析结果表明,算法在数据包中嵌入水印后,在大多数情况下均有较好的峰值信噪比和信噪比.同时,算法能够对恶意篡改数据具有较高的敏感性,对一定程度噪声干扰、有损压缩等具有较好的鲁棒性.算法与已有的基于MAC(message authentication code)的虚假数据过滤算法相比具有更低的通信开销和更高的识别与过滤虚假数据的能力.

一种改进的虚假数据过滤方法

传统的虚假数据过滤方法存在无法均衡节点开销和过滤概率低下问题。为此,提出一种改进的虚假数据过滤方法。依据网络中节点能量的不均衡性构造成簇,通过节点的负载计算和密钥分发实现虚假数据过滤。仿真实验结果表明,该方法能均衡网络中节点的开销,提高虚假数据过滤概率。

传感器网络中一种基于双重认证的虚假数据过滤方案

在传感器网络中,攻击者可以利用妥协节点注入虚假数据.已有安全机制仅能以较低概率过滤假包,使得假包须传输较大跳数才能被过滤,不利于节省网络能量;此外,它们无法检测由地理上不相邻的妥协节点协作伪造的假包.提出一种基于双重认证的过滤机制DAFS.节点间基于全局密钥池共享对称密钥,并通过建立关联以形成封锁区域,接下来将密钥与部署区域进行绑定.转发节点同时对数据包中两类MACs(Message Authentication Codes)的正确性,以及位置关系的合理性进行校验.理论分析及仿真实验表明,DAFS比已有机制在过滤效率,能耗及妥协容忍等方面具备明显优势.

传感器网络中一种过滤虚假数据的鲁棒认证机制

虚假数据攻击不仅误导用户做出错误的决定,同时也耗尽了宝贵的网络资源。以往的过滤机制通常依赖于对偶密钥来进行数据认证,然而当一定数量的中转节点的密钥被妥协后,这类认证机制即失去效用。提出一种新的用于过滤虚假数据的鲁棒认证机制(robust authentication scheme,RAS),每个合法事件均被分成几个较小的事件块,节点利用基于单向哈希链的动态认证令牌技术及所预置的取自新密钥池的密钥对每个小事件块进行签名。在过滤阶段,中转节点将验证接收到的数据报告的真实性,并丢弃虚假的数据报告。从而,即使妥协节点拥有所有的签名密钥也无法伪造或篡改数据。理论分析与实验结果表明,RAS具有相对更高的过滤能力和安全性。

无线传感器网络中虚假数据过滤方案

在无线传感器网络中,节点很容易被攻击者捕获而传输虚假数据,需要研究在网络中如何过滤掉虚假数据.本文介绍了无线传感器网络体系结构和节点结构,分析了无线传感器网络的特点,探讨了常用的虚假数据过滤方案策略,提出了无线传感器网络中虚假数据过滤方案的分类,并总结了这些过滤方案的优缺点,为无线传感器网络过滤虚假数据提供了一定的参考.