无线传感器网络中的Sybil攻击检测方案

信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS2020 (Sum.No206)2020年第02期(总第206期)社交网络中的Sybil攻击检测方案研究樊卫昌(南京邮电大学，通信与信息工程学院，江苏南京210003)摘要:社交网络中的Sybil攻击行为已经变得越来越难以识别，因$匕如何有效的检测社交网络中的Sybil攻击行为，进而设计相应的防御方案来避免网络遭受攻击，已经成为当下网络安全领域研究的热点。

相应的Sybil攻击检测技术也在不断的研究中得到发展和完善。

文章对近年来Sybil攻击识别技术的研究动态和最新进展进行了综述，对其使用的检测方法和评价指标进行了分析比较,并对社交网络中的Sybil识别技术的发展趋势和应用前景进行了预测。

关键词:Sybil攻击识别技术；图论;监督学习；半监督学习；无监督学习中图分类号:TP393.08文献标识码:A文章编号：1673-1131(2020)02-0022-03Study on Sybil attack detection scheme in social networkFan Weichang(Nanjing University of P osts and Telecommunications, School of communication and information engineering,Naiying,210003) Abstract:The Sybil attack in social network has become more and more difficult to detect,so it has been a hot spot of current network security to detect Sybil attack in social network effectively and design the corresponding defense scheme to avoid net­work attack.The corresponding Sybil attack detection technology has also been developed and improved in the following rese­arches.This paper has been review the research trends and the latest progress of Sybil attack identification technology in recent years,analyzes the detection methods and compares the evaluation indicators,then the development trend and application pros­pect of Sybil attack detect technology in social network are predicted.Keywords:Sybil attack detect technology;graph theory;supervised learning;semi-supervised learning;unsupervised learningo引言随着在线社交网站的快速发展，人们在日常生活中已经越来越依赖在线社交网络了。

无线传感网络中的数据安全问题随着科技的不断发展，无线传感网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）已成为当今社会中不可或缺的一部分，它可以广泛应用于低功耗、低带宽、低成本等领域。

无线传感网络可以通过大量的分散式传感器节点收集关于物理环境的信息，并将这些信息通过有限的无线通信能力传递到中央节点。

然而，由于在传输过程中可能涉及到机密数据的传输和处理，数据安全问题已凸显出来，需要得到重视。

1. 数据安全威胁无线传感网络中的所有数据都是通过无线传输进行的，这使得网络很容易受到黑客攻击和数据泄漏。

以下是其中可能出现的威胁。

（1）节点身份欺骗攻击：攻击者可以通过模拟合法节点来获得不受其控制的数据。

（2）信息攻击：攻击者可以通过监听、篡改或丢弃传输的数据来获取价值信息。

（3）拒绝服务攻击：攻击者可以通过上述方法干扰网络，并导致信息无法正常传输或节点无法响应。

（4）物理攻击：攻击者可以直接进入无线网络的范围内，对节点进行破坏或者拦截数据。

2. 数据安全解决方案无线传感网络在设计时应该考虑到安全问题，以充分保障数据在传输过程中的安全性。

以下是其中可能采取的解决方案。

（1）加密：无线传感器网络中的加密算法是有效的控制传输数据的安全的方法之一，而且现在普遍可以采用对称加密算法和非对称加密算法两种方式进行。

（2）身份认证：采用身份认证机制可以防止未授权用户的入侵，并且进行数据交换时可信度高，并且可以采取随机的Nonce值来无效化恶意攻击者的攻击。

（3）热点检测：实现热点检测目的是检测潜在的恶意节点和攻击。

为了检测异常行为和异常交互模式，热点检测可以通过对传感器节点之间的通信频率、距离、通信内容和耗能进行监测。

（4）安全协议：使用安全协议可以在无线传感器网络中确保较好的安全性。

这些协议包括LEAP、TinySec、LISP等。

3. 典型的数据安全算法在无线传感器网络中，数据安全算法也应该同时具有安全和高效的特性。

无线传感器网络安全与防御随着无线传感器网络的快速发展，其在各个领域的应用也越发广泛。

然而，由于其特殊性和开放性，无线传感器网络也面临着安全风险与威胁。

本文将探讨无线传感器网络的安全问题，并提出相应的防御方法。

一、无线传感器网络安全威胁无线传感器网络是由大量的传感器节点组成的，这些节点之间通过无线信号进行通信。

由于传感器节点通常分布在无人区域或者恶劣环境中，其易受到各种攻击威胁。

以下是常见的无线传感器网络安全威胁：1. 节点仿冒（Node Spoofing）：攻击者伪造一个合法节点的身份，进入网络并执行恶意操作，如数据篡改或恶意劫持网络流量。

2. 数据篡改（Data Tampering）：攻击者修改传感器节点发送的数据，以引起误导或对网络产生破坏性影响。

3. 节点破坏（Node Destruction）：攻击者有意破坏传感器节点，以降低网络的可用性或导致节点失效。

4. 针对网络通信的攻击（Network Communication Attack）：攻击者通过监听、干扰或重放攻击等手段，对传感器节点之间的通信进行干扰或窃取信息。

二、无线传感器网络安全防御方法为了确保无线传感器网络的安全性，以下是几种有效的安全防御方法：1. 身份验证机制（Authentication Mechanism）：引入身份验证机制可以过滤掉伪造的节点，确保只有合法节点才能进入网络。

常用的方法包括基于密码的身份认证和数字证书认证等。

2. 数据完整性保护（Data Integrity Protection）：通过对传输的数据进行完整性校验，可以防止数据篡改攻击。

通常包括使用哈希函数对数据进行签名或者基于公钥密码学进行数字签名。

3. 路由安全（Secure Routing）：设计安全的路由协议可以有效避免信息被窃取或篡改。

应采用可靠的路由发现机制，并使用密钥管理机制来保护路由的安全。

4. 密钥管理（Key Management）：建立有效的密钥管理机制对于网络安全至关重要。

第38卷第1期计算机仿真2021年1月文章编号：1006 - 9348(2021)01 -0416 - 05基于动态W SN的抗合谋Sybil攻击检测方法邢小东(山西大同大学计算机与网络工程学院，山西大同037009)摘要:针对传统攻击检测方法检测稳定性低以及检测精准度差的问题，提出一种基于动态无线传感网的抗合谋Sybil攻击检 测方法。

根据动态无线传感网络组成结构得出对应检测原理，同时计算获取出攻击检测目标函数;在空间约束条件基础上 引人无线网络攻击检测法，分类处理Sybil攻击，获取出网络被攻击节点位置;根据角度-衰减度检测法计算得出网络攻击 两点基本原则，通过锚节点定位攻击节点，完成抗合谋Sybil攻击检测。

仿真结果表明，所提方法能够有效解决传统方法带 来的问题，且在计算过程中具有较高实用性以及广泛适用性。

关键词：无线传感网络;抗合谋;空间约束中图分类号:T P364 文献标识码：BAnti Collusion Sybil Attack Detection MethodBased on Dynamic Wireless Sensor NetworkXING Xiao - dong(S c h o o l o f Computer an d Ne tw o r k E n g i n e e r i n g,D a t o n g U n i v e r s i t y,Da to ng S h a n x i037009, China)A B S T R A C T：T r a d i t i o n a l a t t a c k d e t e c t i o n me th od s h a v e l o w d e t e c t i o n s t a b i l i t y and d e t e c t i o n a c c u r a c y.T h e r e f o r e,a na n t i- c o l l u s i o n S yb i l a t t ac kde t e c t i o n method b a s e d on dy namic w i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k i s p r o p o s e d i n t h i s p a p e r.F i r s t l y,w i t h t h e h e l p o f t h e s t r u c t u r e o f dynamic w i r e l e s s s e n s o r network,t h e c o r r e s p o n d i n g d e t e c t i o n p r i n c i p l e wa so b t a i n e d,and t h e a t t a c k d e t e c t i o n o b j e c t i v e f u n c t i o n w a s c a l c u l a t e d.Se co nd ly,o n t h e b a s i s o f s p a t i a l c o n s t r a i n t s, t h e w i r e l e s s n e t w o r k a t t a c k d e t e c t i o n method was i n t r o d u c e d t o d e a l w i t h S y b i l a t t a c k s,t h e l o c a t i o n o f t h e a t t a c k e d n o d e s was o b t a i n e d.Then,a c c o r d i n g t o t h e a n g l e a t t e n u a t i o n d e t e c t i o n method,t w o b a s i c p r i n c i p l e s o f n e t w o r k a t­t a c k w e r e o b t a i n e d.F i n a l l y,t h e a n t i- c o l l u s i o n S y b i l a t t a c k d e t e c t i o n was a c h i e v e d v i a l o c a t i n g t h e a t t a c k n o de b ya n c h o r node.The s i m u l a t i o n r e s u l t s show t h a t t h e p r o p o s e d method h a s h i g h p r a c t i c ab i l i t y and a p p l ic a b i l i t y.K E Y W O R D S：W i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k；C o l l u s i o n r e s i s t a n c e;S p a t i a l c o n s t r a i n ti引言在动态传感器网络中，主结点网络是一种可自动点对点 的网络结构，它具有多跳、无中心和自组织等多种特征点。

无线传感器网络可生存理论与技术研究− 144 −7.2 攻击行为检测攻击者获得了拥有网络合法身份的节点后，为增加各类攻击效果，往往在运行一些本地协议时采取一些攻击行为，以期获得更多参与网络任务的机会或降低被发现的危险。

这些攻击行为包括：节点可以进行Sink Hole攻击[1]、Sybil攻击[2~4]、选择转发[5, 6]、病毒传播[7]、虫洞[8]、DoS攻击[9, 10]和数据篡改攻击[11~13]等。

最早的攻击检测就是针对这些攻击行为的特征，检测节点是否存在这些特定的攻击行为。

通常制定一些规则，选定一些节点监视其他节点，通过运行本地协议以及节点间的协作，判定被检测节点是否具有特定攻击行为的特征性操作，从而判定该节点是否在发起某个特定类型的攻击。

本节首先介绍几类我们提出的攻击行为检测的方法。

7.2.1 Sybil攻击检测方法Sybil攻击[14]会破坏多路径路由、地理位置路由、数据融合、投票机制、公平资源分配机制、非法行为检测等机制，对无线传感器网络构成严重的威胁。

Sybil 攻击是无线传感器网络中网络层容易出现的一种攻击，在这种攻击中，单个节点以多个身份出现在网络中其他节点面前，使其更易于成为路由中的节点。

我们定义，Sybil攻击中的一个节点呈现出来的其他某个身份为Sybil节点。

目前检测Sybil攻击的方法有以下几种。

Karlof和Wagner[15]提出每个节点与一个可信赖的基站共享唯一的对称密钥，两个节点通过基站证实彼此的身份，并且建立一个共享密钥，相邻节点使用产生的密钥去实现一个验证，加密它们之间的连接。

Newsome等人[14]提出了两种方法：一种方法是射频测试，每个节点只能有一个射频收发器，且此射频收发器不能同时在多个信道上发送和接收信息，当某一个传输信道专门指定给某一邻节点时，此节点以一定的概率检测到Sybil节点。

另一种方法是随机密钥预分布，节点身份与从密钥池中给其分配的密钥相关，可以通过验证节点拥有的部分或全部密钥来证明此节点身份的真伪性。

基于Sybil攻击的无线传感器网络可信路由策略
张留敏;李腊元
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2009(045)035
【摘要】无线传感器网络中高敏感度数据传输业务要求路由协议设计时必须考虑能量与安全约束.在分析和研究Sybil攻击的基础上,在路由选择过程中考虑节点的信任度评价,实现对DD路由算法的改进,并对改进前后路由算法作了充分的理论性分析及仿真实验比较,为可信路由体系的研究提供了思路.
【总页数】3页(P123-125)
【作者】张留敏;李腊元
【作者单位】武汉理工大学计算机科学与技术学院,武汉,430063;武汉理工大学计算机科学与技术学院,武汉,430063
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.无线传感器网络中的Sybil攻击检测方案 [J], 杨恒;魏立线;杨晓元
2.一种基于AOA信任评估的无线传感器网络Sybil攻击检测新方法 [J], 张艳;范科峰;张素兵;莫玮
3.基于无线传感器网络的Sybil攻击检测方案 [J], 江超
4.基于能耗信任值的无线传感器网络Sybil攻击检测方法研究 [J], 方晓汾;方凯;汪
小东;彭丰
5.无线传感器网络抗Sybil攻击的MPRR-RSSI定位算法 [J], 王伟;王召巴
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