基于信任机制的水下传感器网络节点安全定位算法

doi:10.3724/SP.J.1087.2013.01208

计算机应用 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (05): 1208-1211.DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01208

基于信任机制的水下传感器网络节点安全定位算法

张尧¹,金志刚¹,²,罗咏梅³,杜秀娟⁴

1. 天津大学电子信息工程学院，天津 300072
2. 天津大学电子信息工程学院
3. 天津大学计算机科学与技术学院，天津 300072
4. 青海师范大学计算机学院，西宁 810008

收稿日期:2012-11-19 修回日期:2012-12-18 发布日期:2013-05-08 出版日期:2013-05-01
通讯作者: 金志刚
作者简介:张尧(1990-)，女，安徽合肥人，硕士研究生，主要研究方向：水下传感器网络安全；金志刚(1972-)，男，上海人，教授，博士生导师，主要研究方向：计算机网络及信息安全；罗咏梅(1974-)，重庆人，工程师，硕士，主要研究方向：网络信息系统；杜秀娟(1970-)，女，河北藁城人，教授，博士，主要研究方向：无线网络、网络与信息安全
基金资助:
国家自然科学基金资助项目 (61162003，61202379);青海省科技项目(2012-Z-902)

Node secure localization algorithm in underwater sensor network based on trust mechanism

ZHANG Yao¹,JIN Zhigang¹,²,LUO Yongmei³,DU Xiujuan⁴

1. School of Electronic and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2.
3. School of Electronic and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
4. School of Computer, Qinghai Normal University, Xining Qinghai 810008, China

Received:2012-11-19 Revised:2012-12-18 Online:2013-05-08 Published:2013-05-01
Contact: JIN Zhigang

摘要/Abstract

摘要： 为了及时检测出水下传感器网络(UWSN)定位系统中的恶意锚节点，提出一种基于信任机制的节点安全定位算法。算法结合簇结构和信任机制，根据锚节点提供的位置信息采用Beta分布作出初步信任评价，并可根据需要调整信任更新权重。为了降低了水声信道的不稳定性对信任评价过程的影响，同时识别恶意锚节点的信任欺骗行为，提出信任过滤机制 (TFM)，对直接信任值进行差异量化，由簇头节点决定各锚节点是否可信。仿真结果表明所提算法适用于水下传感器网络，并且能够及时识别恶意锚节点，在定位系统的精确度和安全性方面都有很大提升。

关键词: 水下传感器网络, 安全定位, 节点捕获, 入侵检测, 信任机制

Abstract: A new security localization algorithm based on trust mechanism was proposed to recognize the malicious beacon nodes timely in UnderWater Sensor Network (UWSN). According to the location information offered by the beacon nodes and combining cluster structure with trust mechanism, this algorithm used Beta distribution to form the initial trust value and the trust update weight could be set as required. In order to reduce the influence of the instability of underwater acoustic channel on the trust evaluation process, meanwhile, recognize the trust cheating of malicious beacon nodes, this algorithm proposed a mechanism named TFM (Trust Filter Mechanism), which calculated and quantized the trust value, and let the cluster head node decide whether each beacon node was credible or not. The results of simulation prove that the proposed algorithm is suitable for UWSNs and it can recognize malicious beacon nodes timely, and the accuracy and security of localization system are greatly improved.

Key words: UnderWater Sensor Network (UWSN), secure localization, node capture, intrusion detection, trust mechanism

中图分类号:

TP393

张尧金志刚罗咏梅杜秀娟. 基于信任机制的水下传感器网络节点安全定位算法[J]. 计算机应用, 2013, 33(05): 1208-1211.

ZHANG Yao JIN Zhigang LUO Yongmei DU Xiujuan. Node secure localization algorithm in underwater sensor network based on trust mechanism[J]. Journal of Computer Applications, 2013, 33(05): 1208-1211.

参考文献

［1］李淑秋，李启虎，张春华．水下声学传感器网络的发展和应用［J］．物理，2006，35(11)：945-952．

［2］黎作鹏，蔡绍滨，张菁，等．水声传感器网络节点定位技术综述［J］．小型微型计算机系统，2012，33(3)：442-447．

［3］CHENG X Z，SHU H N，LIANG Q L，et al.Silent positioning in underwater acoustic sensor networks［J］．IEEE Transactions on Vehicular Technology，2008，57(3): 1756 -1766．

［4］KIM E，LEE S，KIM C，et al. Long-range beacons on sea surface based 3D-localization for underwater sensor networks［C］ // Proceedings of the 5th International Conference on Mobile Ad-Hoc and Sensor Networks．Piscataway: IEEE，2009：102-107．

［5］EROL M，VIERA L F M, GERLA M． Localization with Dive′N′rise (DNR) beacons for underwater acoustic sensor networks ［C］ // WuWNet '07: The Second ACM International Workshop on Underwater Networks．New York:ACM,2007： 97-100．

［6］EROL M， VIEIRA L F， GERLA M． AUV-aided localization for underwater sensor networks［C］ // Proceedings of International Conference on Wireless Algorithms，Systems and Applications. Piscataway: IEEE，2007：44-54．

［7］LUO H-J，ZHAO Y-Y，GUO Z-W．UDB: using directional beacons for localization in underwater sensor network［C］ // Proceedings of the 14th IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems．Piscataway: IEEE，2008：551-556．

［8］曹晓梅，俞波，陈贵海，等．传感器网络节点定位系统安全性研究［J］．软件学报，2008，19(4)：869-877．

［9］

BAO F Y, CHEN I-R, CHANG M J. Trust-based intrusion detection in wireless sensor networks［C］ // Proceedings of 2011 IEEE International Conference on Communications．Piscataway: IEEE，2011：1-6．

［10］康松林，王彦东，李慧．信任模型在无线传感器网络入侵检测中的应用［J］．计算机工程与应用，2012，48(5)：89-92．

［11］SRINIVASAN A，TEITELBAUM J，WU J．DRBTS: Distributed reputation-based beacon trust system ［C］ // Proceedings of the 2nd IEEE International Symposium on Dependable，Autonomic and Secure Computing．Piscataway: IEEE，2006：277-283．

［12］凌远景, 叶阿勇, 许力，等．基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法［J］．计算机应用，2012，32(1)：70-73．

［13］URICK R J． Principles of underwater sound ［M］． New York： McGraw-Hill，1983．

［14］荆琦，唐礼勇，陈钟．无线传感器网络中的信任管理［J］．软件学报，2008，19(7)：1716-1730．

［15］CONG Y P， YANG G， WEI Z Q，et al.Security in underwater sensor network［C］ // Proceedings of 2010 International Conference on Communications and Mobile Computing．Piscataway: IEEE，2010：162-168．

［16］XIE P．Aqua-Sim:An NS-2 based simulator for underwater sensor networks［C］ // OCEANS 2009: MTS/IEEE Biloxi-Marine Technology for Our Future: Global and Local Challenges．Piscataway: IEEE，2009：26-29．

[1]	方介泼, 陶重犇. 应对零日攻击的混合车联网入侵检测系统[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(9): 2763-2769.
[2]	郝劭辰, 卫孜钻, 马垚, 于丹, 陈永乐. 基于高效联邦学习算法的网络入侵检测模型[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(4): 1169-1175.
[3]	刘拥民, 杨钰津, 罗皓懿, 黄浩, 谢铁强. 基于双向循环生成对抗网络的无线传感网入侵检测方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(1): 160-168.
[4]	董宁, 程晓荣, 张铭泉. 基于物联网平台的动态权重损失函数入侵检测系统[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2022, 42(7): 2118-2124.
[5]	高兵, 郑雅, 秦静, 邹启杰, 汪祖民. 基于麻雀搜索算法和改进粒子群优化算法的网络入侵检测算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2022, 42(4): 1201-1206.
[6]	张师鹏, 李永忠, 杜祥通. 基于半监督学习和三支决策的入侵检测模型[J]. 计算机应用, 2021, 41(9): 2602-2608.
[7]	王月, 江逸茗, 兰巨龙. 基于改进三元组网络和K近邻算法的入侵检测[J]. 计算机应用, 2021, 41(7): 1996-2002.
[8]	王垚, 孙国梓. 基于聚类和实例硬度的入侵检测过采样方法[J]. 计算机应用, 2021, 41(6): 1709-1714.
[9]	张全龙, 王怀彬. 基于膨胀卷积和门控循环单元组合的入侵检测模型[J]. 计算机应用, 2021, 41(5): 1372-1377.
[10]	任晓奎, 刘鹏飞, 陶志勇, 刘影, 白立春. 基于单快拍信号到达角估计算法的室内入侵检测[J]. 计算机应用, 2021, 41(4): 1153-1159.
[11]	王韫烨, 程亚歌, 贾志娟, 付俊俊, 杨艳艳, 何宇矗, 马威. 基于安全多方的区块链可审计签名方案[J]. 计算机应用, 2020, 40(9): 2639-2645.
[12]	程小辉, 牛童, 汪彦君. 基于序列模型的无线传感网入侵检测系统[J]. 计算机应用, 2020, 40(6): 1680-1684.
[13]	欧彬利, 钟夏汝, 代建华, 杨田. 基于变精度覆盖粗糙集的入侵检测方法[J]. 计算机应用, 2020, 40(12): 3465-3470.
[14]	李中伟, 谭凯, 关亚东, 姜文淇, 叶麟. 车载CAN总线脱离攻击及其入侵检测算法[J]. 计算机应用, 2020, 40(11): 3224-3228.
[15]	池亚平, 莫崇维, 杨垠坦, 陈纯霞. 面向软件定义网络架构的入侵检测模型设计与实现[J]. 计算机应用, 2020, 40(1): 116-122.

基于信任机制的水下传感器网络节点安全定位算法

Node secure localization algorithm in underwater sensor network based on trust mechanism

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics