第37卷第7期电子与信息学报 Vol.37 No.7 2015年7月 Journal of Electronics & Information Technology Jul. 2015
恶意节点容忍的间断连接无线网络消息转发策略
吴大鹏*冯誉王汝言刘乔寿
(重庆邮电大学宽带泛在接入技术研究所重庆 400065)
摘要：间断连接无线网络中的节点以协作方式完成消息投递，恶意节点将严重影响网络性能。利用节点历史行为信息，该文提出一种恶意节点容忍的消息转发策略，节点结合直接观察信息与邻居节点的推荐信息，通过动态推荐声誉阈值感知节点恶意行为，进而利用证据理论量化节点信任度，从而检测网络中串谋及独立的恶意节点，为消息选择最优的转发节点。结果表明，在带有串谋的恶意攻击下，所提出的消息转发策略能准确检测出恶意节点，并显著提高消息投递率，改善平均时延。
关键词：间断连接无线网络；恶意节点；推荐信息；声誉值
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2015)07-1591-07 DOI: 10.11999/JEIT141198
Malicious Node Tolerant Packet Forwarding Mechanism
for Intermittently Connected Wireless Network
Wu Da-peng Feng Yu Wang Ru-yan Liu Qiao-shou
(Broadband Ubiquitous Network Research Laboratory, Chongqing University of Posts
and Telecommunications, Chongqing 400065, China)
Abstract: Packets in ICWN (Intermittently Connected Wireless Network) are delivered in a cooperation manner between nodes, which means the existence of malicious nodes will degrade the network performance. A malicious node tolerant message forwarding mechanism is proposed in this paper. By exploiting the historical node behavior information, directly observed information is combined with the recommendation information from neighbor nodes to perceive malicious node behavior according to the dynamical reputation threshold. Consequently, evidence theory is utilized to quantify the node relation to detect malicious nodes, and then the optimal relay nodes selecting can be achieved. Results show that, under the attack of collaborating malicious nodes, malicious nodes can be accurately identified by the proposed mechanism, which leads to the notably improving packet delivery ratio and average delay.
Key words: Intermittently Connected Wireless Network (ICWN); Malicious node;Recommendation information;
Reputation value
1引言
近年来，间断连接无线网络相关研究及应用得到了国内外的广泛关注。此种网络架构下，节点以“存储-携带-转发”的方式更加灵活地实现消息的投递，能够有效地克服节点移动、基础设施缺乏、网络资源有限等原因所导致的传输路径频繁中断问题[1,2]。由于源节点和目的节点之间的传输路径在时间域和空间域内具有不连续性，消息的转发过程需
2014-09-15收到，2015-02-04改回，2015-05-08网络优先出版
重庆市自然科学重点基金(CSTC2013JJB40001, CSTC2013JJB 40006)，重庆市自然科学基金(CSTC2011JJA40043, CSTC2014 JCYJA40039)，重庆市教委项目(KJ1400402)，重庆邮电大学青年自然科学基金(A2012-93)，和重庆市青年科技人才培养计划(CSTC 2014KJRC-QNRC40001)资助课题
*通信作者：吴大鹏 wudapengphd@https://www.doczj.com/doc/fb9694740.html, 要多个中继节点间相互协作。然而，在实际的网络环境中，节点将呈现出一定程度的非合作性及恶意性：自私节点可能会拒绝接收或直接丢弃其他节点的信息；恶意节点则通过各种攻击行为截取、甚至篡改消息，破坏消息的完整性，降低数据转发的有效性与可靠性，严重影响间断连接无线网络的性能[35]-。因此，如何准确地检测此类节点，评估节点之间的信任状态，并在消息转发过程中合理地选择信任程度较高的中继节点是间断连接无线网络中的关键问题之一。
针对上述问题，国内外研究人员提出了3类节点信任关系评估方法：(1)基于虚拟货币的信任评估方法[68]-；(2)基于博弈论的信任评估方法[911]
-；(3)基于声誉的信任评估方法[1214]
-。在基础设施缺乏、节点资源有限的间断连接无线网络中以分布式感知