● 摘要
移动自组织网络无基础设施,易于部署,可自由移动,并具有移动性、对等性、多跳性和独立存在的特点,因而被广泛地应用到灾难救援、战场和危险区域作业等领域。在移动自组织网络中,每个节点在转发数据时都需要与其他节点合作。移动自组织网络中节点资源是有限的,根据具体的应用模式它分为两类:封闭式自组织网络,即所有参与节点具有相同目标;开放式自组织网络,即在网络中每个节点有各自不同的目标。网络中某些节点因为节省资源、延长自身使用寿命等原因,可能不与其他节点合作而拒绝转发数据报。这种行为对于整个网络性能有负作用,可能导致网络分割甚至网络瘫痪。这种行为就是人们所熟知的自私行为。与黑洞攻击、灰洞攻击和虫洞攻击等主动攻击不同的是,被动攻击(如节点的自私行为)的目标是把网络有限的资源用到自身的目的上去。在一个开放式自组织网络中,有些节点或网络试图通过获取其他节点的资源来获得自身最大利益,而节点本身却不为网络的运行提供任何资源。这种行为会导致全局连接的中断甚至整个网络的瘫痪,但是参与的节点很可能为了短期利益而做出自私行为。路由协议是网络的基础,因此路由协议是自私攻击的重点目标。目前,很多抗自私攻击的协议、方案已被提出,它们各有利弊,可分为以下几类:基于声誉的、基于信用支付的、基于博弈论的、基于负载均衡的和混合解决方案。其中,看门狗和选路人机制被认为是在移动自组织网络中解决自私行为问题的首次尝试,其余的解决方案都遵循著名的胡萝卜加大棒概念来抵抗自私行为。移动自组织网络广泛采用了无线连接,而无线连接在安全方面有其固有的脆弱性。无线自组织网络的移动性和分布式特点也对安全解决方案提出了挑战。大多数的抗自私行为的协议和方案都需要参与节点频繁共享安全意见以发现并惩罚自私节点。这些意见的共享需要一个安全信道,加密技术是其唯一解决方案,而密钥是加密技术应用的先决条件。本论文主要解决无线自组织网络中节点的自私行为问题,并提出了安全解决方案,解决了安全意见的共享问题。通过研究得到以下成果: 移动自组织网络自私行为造成的网络性能退化的模拟分析 将网络流量分散到多个路由上以减少自私行为对网络性能的影响 在NS-2上实施基于新型轻量级网络编码的密钥分发方案 提出安全的单跳声明方案以识别并暂时孤立发起自私行为攻击的节点 提出一种适用于任何基于声誉方案的安全意见共享方案,该方案能确保在敌对环境中的有效性
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