WSN虫洞攻击防御策略:改进的DV-Hop算法

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"本文主要研究了无线传感器网络(WSN)中如何抵御虫洞攻击的问题,对DV-Hop算法进行了改进,以提高网络的安全性和定位准确性。" 无线传感器网络(WSN)是由大量部署在监测区域的微型传感器节点组成,它们通过无线通信方式协作收集环境或目标的信息。然而,WSN因其开放的无线通信特性,容易遭受各种安全攻击,其中虫洞攻击是一种严重的威胁。虫洞攻击是攻击者创建一个虚拟的“虫洞”,将数据包从网络的一端传送到另一端,从而破坏网络的路由机制,导致节点间的距离估计错误,进而严重影响网络的定位性能。 传统的DV-Hop算法是一种广泛使用的分布式定位算法,它依赖于节点间的跳数来估算距离。然而,该算法的一个显著弱点是对虫洞攻击的敏感性。当攻击者在两个节点之间建立虫洞时,跳数会异常减少,使得算法无法正确计算距离。 针对这一问题,论文提出了以下3个改进策略: 1. 跳数处理方法:在检测到锚节点间存在虫洞攻击后,论文提出了一种非线性公式来计算新的、更合理的跳数。这种方法旨在抵消虫洞攻击对跳数计数的影响,以恢复更准确的距离估计。 2. 虫洞链路位置确认:通过设计一种新方法,可以确认虫洞链路的位置,并统计受其直接影响的节点数量。这一信息对于识别攻击范围和强度至关重要,有助于网络的后续防御策略。 3. 重定位策略:基于受影响节点的数量,论文提出了一种动态重定位策略。如果受影响的节点数达到一定程度,网络会利用首次定位的数据来避开虫洞链路,以重新进行定位,从而降低虫洞攻击对定位精度的影响。 理论分析和仿真实验表明,这些改进策略能够在不增加额外硬件成本的情况下,有效地提高WSN在面对虫洞攻击时的生存能力和定位性能。这种方法为WSN的安全防御提供了新的思路,对于保障WSN在军事、环境监测、工业控制等领域的应用具有重要意义。