分级Ad_Hoc网络动态信誉评估模型的设计与性能仿真 ㊣ 精品文档 值得下载

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分级网络作为种移动多跳分布式的网络，已成为国家安全发展战略的重要组成部分，具有广泛的应用前景。

但是它面临着个最主要的问题是容易遭到各种攻击，安全问题已成为个倍受关注的焦点，制约着分级网络的发展和应用。

基于信誉机制的安全路由可以保证网络的可靠性安全性，从而让其能为人们提高更好的服务。

课题的研究背景网络的组成与特点网络由组无线移动节点组成，是种不需要现有固定通信网络基础设施的能够迅速展开使用的网络体系，是没有任何中心实体自组织自愈的网络网络中的节点利用自身的无线收发设备交换信息，当相互之间不在彼此的通信范围内的时候，可以借助其他节点中继实现多跳通信，实现信息和服务的共享网络中的节点能够动态的随意的频繁的加入和离开网络，而且不会破坏网络中其他节点的通信。

网络中的节点既是主机也是路由器，由这些节点组成的网络是种能够在任意通信环境下迅速展开使用并对网络拓扑变化做出及时响应的通信网络。

中的信息流采用分组数据格式，传输采用包交换机制，基于协议族。

若干个移动终端组成个的网络，与固定的互联网并行，需要时也可与固定的互联网互联。

网络与传统的通信网络相比，有以下主要特点，无中心和自主性。

相对于常规网络而言，网络最大的特点就是它没有绝对的控制中心，所有节点的地位平等。

节点无须人工干预和网络设施，就可以在任何时刻任何地点快速组网。

动态变化的网络拓扑结构。

节点能够以任意速度和任意方式在网中移动。

此外，无线传输条件的快速变化，都使得网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都难以预测。

受限带宽。

网络采用无线传输技术作为底层通信手段，它所能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。

由于多路访问多径衰落噪声和信号干扰等多种因素，使得移动节点的实际带宽比理论上的带宽要小。

多跳通信。

节点发射功率的限制使得节点能够覆盖到的范围也受到限制。

当它要与其覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的转发。

而这种多跳通信是由普通节点协作完成的，而不是由专用的路由设备如路由器完成的。

供电限制。

节点是依靠电池供电，如何能减少功耗是个重要问题。

移动终端的自主性和局限性。

移动终端同时承担主机和路由器的角色，每个终端都将承担为其他终端进行分组转发的义务。

由于其固有特点，要求算法定要简单实用，要考虑如何节省电源等，而不能像通常路由器那样复杂精巧。

分布式控制网络。

用户终端之间地位平等的，网络路由协议通常采用分布式控制方式，具有更强的鲁棒性和抗毁性。

安全性差的网络。

网络由于采用分布式控制无中心临时组织等原因，它比般的无线网络更容易受到安全方面的威胁。

存在单向的无线信道。

由于各个无线终端发射功率的不同以及地形环境的影响可能产生单向信道。

网络结构移动网络般有两种结构平面结构和分级结构如图和所示。

的计算簇信誉由簇首节点信誉和簇内节点对簇内信誉的影响共同构成，按照具体将簇内节点信誉和簇首节点信誉分别赋予不同的权重，且，般取，。

因为由簇首节点进行参加本簇的转发活动，因此簇首节点所占的比重比较大，其中可以根据情况对和进行调整。

簇信誉计算公式如式所示。

其中的计算如公式所示，它由根据多层次多目标定量系统计算出的影响因子和各节点的信誉值组成。

通过该分级的簇内信誉模型能够很明显的看出，当簇内存在恶意节点或是信誉低的节点时对簇内信誉的影响。

例如图所示个簇中，若号节点信誉均为，号节点信誉为，图中号节点信誉为图中号节点信誉均为。

如果采用簇内平均信誉的方法，则对于图中，对于图中，由平均信誉计算，则两图相同，但在图的情况下由于号节点的信誉很低，很可能会对整个簇的通信造成影响，显然没有图整体的簇内信誉好。

如果采用本模型提出的分级计算簇内信誉的方法，比如图中三号影响因子为，而其他形象因子均为，则对于改图中，对于图中，此时显然可以看出该图的信誉更好。

簇簇图个簇的两种情况对比网关信誉的计算网关信誉模型和簇信誉模型类似，也是个复杂的动态系统，网络中各个簇之间的通信由网关节点连接而成，每个簇对网关信誉的影响又由其自身客观条件以及在网络通信过程中表现出来的诸多特性组成，通过研究相关簇的这些行为特性来分析相关簇对网关信誉的影响因子。

类似于簇信誉评价模型，网关信誉的评价模型也是个多目标定量系统。

网关信誉的主要特点是个网关连接两个或多个簇，网关系统与周围簇之间有着数据的交换，因此信誉也不断的变化，不断的更新。

类似的相关簇对网关信誉的影响因子由下列因素决定，如图所示。

簇信誉参与数据转发次数信誉波动量恶意转发次数簇对网关的影响因子图簇信誉影响因子多层次多目标结构图网关信誉由网关节点信誉和簇对网关信誉的影响因子共同构成，按照具体将相关簇信誉和簇首节点信誉分别赋予不同的权重，且，般取，。

因为由网关节点进行参加本簇的转发活动，因此网关节点所占的比重比较大，其中可以根据情况对和进行调整。

式为簇影响信誉，式为网关信誉。

通过该分级的簇间信誉模型能够很明显的看出，当相关簇存在恶意节点或是信誉低的节点时对网关信誉的影响。

信誉的更新节点的行为序列更新，会带来其行为信誉的更新。

由于分级结构网络中节点的关联特性，各角色节点之间存在着分工与协作的关系，任何角色节点的行为信誉更新都会带来其相关信誉关系的取值变化。

虽然簇间的路由通信以簇和网关为纽带，簇成员基本不参与路由转发过程，但是它们可以通过攻击簇首等方式影响簇间通信。

因此，簇成员对簇的路由行为具有协作的关系。

簇行为信誉的更新应带动簇成员和簇首信誉的更新，以鼓励节点间的合作行为。

当以簇为单位参加数据转发后，根据转发结果对簇信誉相应的进行调整，若转发成功，则其中，为转发成功次数，为转发失败次数。

为簇信誉波动量，簇成员和簇首节点的信誉更新公式为其中，表示簇的行为信誉更新量。

簇成员信誉随簇首行为质量的优劣取值不同，这主要是基于两点考虑是簇首作为簇的领导核心，需要对簇结构安全负有更加重要的责任二是为了缩小簇结构中节点间的信誉差量，增强节点间的竞争力，提高节点的合作质量。

信誉的管理由于该信誉评估模型中信誉关系比较复杂，如果按照以往对完全分布式的评估管理模式，势必会带来信誉更新收敛慢等系列问题。

考虑到簇首能够监测到簇中各节点的行为更新，因此本信誉评估模型由簇首集中管理和存储其所在簇的相关信誉信息。

簇首作为簇结构的领导者和组织者，参与到网络活动中的几率最大。

因此，由簇首和网关移动代理管理全簇的信誉，簇结构建立初期，收集簇成员对邻居簇成员的信誉评价，整理得到簇成员信誉，管理簇首信誉及节点信誉，管理网关信誉并以簇首行为序列全部更新作为触发信誉更新的条件，此时，簇首根据各节点的行为按照更新规则更新相应节点的信誉。

当节点离开原簇向簇首提出入簇申请，若满足加入请求规则，则向先前所在簇的簇首发送请求索要的信誉，并结合的节点信誉给出的信誉，保证节点的历史行为对其信誉始终有影响，以防止恶意节点漫游的问题。

当簇首身份发生变更时，原簇首需将其保存的信誉信息发送给新当选的簇首，且在新簇结构中，原簇首的节点行为信誉即为其在新簇中的成员信誉。

当簇首由于种原因无法继续担当簇首，查找信誉列表中信誉较高的节点为备选簇首。

信誉评估模型的实现为了使基于节点角色的动态信誉评估模型为分级网络服务，以保障网络的安全性和可靠性。

需要将其加入到经典的网络路由协议中，在分级的基础上需要增加簇成员节点簇首节点网关节点的信誉计算信誉存储和信誉更新能力，这些功能都需要通过特定的函数来实现，如节点信誉计算函数节点信誉更新函数簇信誉计算函数簇信誉更新函数网关信誉计算函数网关信誉更新函数以及信誉总体计算函数等。

下面针对各个函数分别作下简要的介绍。

节点信誉计算函数节点信誉计算函数加入节点信誉的计算功能。

主要包括了节点信誉转发情况自然状况等信息的初始化。

节点信誉更新函数节点信誉更新函数加入了节点信誉更新的功能。

当调用此函数时，首先判断节点之前是否参加过数据转发，然后按照不同的信誉更新公式计算出节点信誉更新量。

簇信誉计算函数簇信誉计算函数加入簇信誉的计算功能。

首先查找本簇的所有簇成员节点，如果不知道节点的信誉转发行为和自然状况信息，则需调用该节点信誉计算函数，在得知节点转发行为和自然状况后，先求出每个因素的最大值和最小值，将矩阵标准化，求出各因素的相对优属度用商权法确定各因素的权重节点信誉的权重为，其他转发行为权重之和为，按照商权法确定，自然状况权重之和为，也按照商权法确定，然后利用多目标多层次定量系统计算出转发行为和自然状况的相对优属度，接着计算出第三层的相对优属度，也即求出了各簇成员对簇信誉的影响因子，最后综合