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WSNs中基于三因素節(jié)點(diǎn)評(píng)估的安全認(rèn)證方案

作者:張曉卓 時(shí)間:2015-07-08 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:為了減少傳感器節(jié)點(diǎn)的資源利用并提高網(wǎng)絡(luò)的安全性,提出了一種基于信任度的認(rèn)證方案。該方案在計(jì)算節(jié)點(diǎn)信任度時(shí)引入時(shí)間片、安全行動(dòng)系數(shù)和交互頻度來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)信任度,這樣使得自私節(jié)點(diǎn)很難偽裝成正常節(jié)點(diǎn),信任度與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)行為緊密相關(guān),并防止節(jié)點(diǎn)通過(guò)很少的交易次數(shù)來(lái)達(dá)到較高的信任度,再利用信任度來(lái)判斷一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否可信,有效地提高了應(yīng)用的安全性,對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊起到一定的阻礙作用。然后設(shè)計(jì)了身份標(biāo)識(shí)、密碼、智能卡相結(jié)合的認(rèn)證方案,并且用戶在與傳感器節(jié)點(diǎn)認(rèn)證之前,網(wǎng)關(guān)查詢網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的信任度,從而找到可信的節(jié)點(diǎn)與用戶進(jìn)行認(rèn)證

  (3)存儲(chǔ)花費(fèi)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/276364.htm

  Watro等提出的方案需要存儲(chǔ)公/私密鑰和系統(tǒng)參數(shù),Wong等和Das等提出的方案需要存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù),而本文提出的方案需要存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的信任度和系統(tǒng)參數(shù),所以它需要占用更多的存儲(chǔ)空間,圖1給出了四個(gè)方案的傳感器節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)需求的比較。然而,隨著傳感器技術(shù)的不斷提高,傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算能力和存儲(chǔ)能力都會(huì)有較大提升。

  (4)節(jié)點(diǎn)能量花費(fèi)

  節(jié)點(diǎn)能量花費(fèi)包括計(jì)算花費(fèi)和通信花費(fèi)。在Watro等提出的方案中,節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行對(duì)用戶請(qǐng)求的回復(fù)、隨機(jī)數(shù)、檢驗(yàn)和產(chǎn)生和確認(rèn)以及兩個(gè)公鑰的運(yùn)行。在Wong等提出的方案中,節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行表查詢、為產(chǎn)生參數(shù)而進(jìn)行的哈希函數(shù)運(yùn)算以及等待網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)用戶請(qǐng)求的回復(fù)。在Das等提出的方案中,節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行對(duì)用戶請(qǐng)求的回復(fù)、時(shí)間戳以及為參數(shù)產(chǎn)生進(jìn)行哈希運(yùn)算。而在本文提出的方案中,節(jié)點(diǎn)會(huì)進(jìn)行信任度計(jì)算、對(duì)用戶請(qǐng)求的回復(fù)和時(shí)間戳。此方案減少了哈希運(yùn)算的能量花費(fèi),而且通過(guò)信任度計(jì)算,大大提高認(rèn)證過(guò)程的安全性。

3.3 仿真實(shí)驗(yàn)

  為了評(píng)估這四種用戶認(rèn)證方案的有效性,本文在NS2的仿真環(huán)境下驗(yàn)證它們?cè)谟袗阂夤?jié)點(diǎn)的環(huán)境下用戶成功認(rèn)證的概率。設(shè)置參數(shù)如下:用戶節(jié)點(diǎn)為15%,中繼服務(wù)器節(jié)點(diǎn)為5%,節(jié)點(diǎn)射頻通信距離為10,傳感器節(jié)點(diǎn)的最大、最小個(gè)數(shù)為100,網(wǎng)絡(luò)數(shù)目為400,執(zhí)行數(shù)為100。注意,85%的節(jié)點(diǎn)是與用戶認(rèn)證的傳感器節(jié)點(diǎn)。圖2給出了仿真結(jié)果。從圖中可以看出,相對(duì)于其他的三種用戶認(rèn)證方案,本文所提出的用戶認(rèn)證方案在有惡意節(jié)點(diǎn)的環(huán)境下仍保持了比較高的用戶成功認(rèn)證概率。

4 結(jié)語(yǔ)

  的認(rèn)證技術(shù)在安全方面還存在很多的不足,同時(shí)還面臨諸多的威脅。本文提出了一種基于三因素節(jié)點(diǎn)評(píng)估的安全認(rèn)證方案,它引入了、的輕量級(jí)的計(jì)算方法,并與經(jīng)過(guò)優(yōu)化的認(rèn)證方案相結(jié)合來(lái)進(jìn)行用戶認(rèn)證。安全性分析、性能分析和仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,該方案有效地提高了節(jié)點(diǎn)所提供信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性,并且與之前的許多認(rèn)證方案相比,它具有更高的安全性,很適合。通過(guò)該方案,平衡了整個(gè)過(guò)程的能量消耗,從而更好地應(yīng)對(duì)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全攻擊。未來(lái)的工作是進(jìn)一步地完善該認(rèn)證方案的性能,使其能夠在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛地應(yīng)用。

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