关键字 |
| 数据收集、节能、多路径、安全、无线传感器网络。 |
介绍 |
| 无线传感器网络是一个集合的节点组织成一个合作网络。网络中的节点可以从一个简单的星形网络,一个先进的种无线网状网络。每个传感器节点与邻居节点来完成数据传输。因此传感器通常分散在一个特定区域来收集数据。跳了跳,从一个传感器到另一个数据收集和转移。通过这种方式,收集到的数据传输到基站进行进一步分析或进行远程监测和控制。因此,路由协议需要确保消息传递。即使有节点失败,一个健壮的路由协议应动态调整相应的传输路径。已经有许多研究领域的无线传感器网络的网络层协议,如洪水[1,2],定向扩散[3]、[4]顺序分配路由,在这样的网络安全威胁,身体作为一个对手可以妥协的传感器网络中传感器节点的一个子集窃听信息。这些妥协节点作为黑洞[5]。 Therefore, network security is an important issue to WSNs. As well, these sensors work on battery power, which is limited and therefore the routing algorithm should also be efficient enough to conserve battery power and ensure security. To ensure security, the location of adversary has to be known prior, which is not possible. Hence to locate the adversary, we can use algorithms proposed in [6], but each time running a algorithm to locate a black-hole and then sending data is a overhead and it is difficult to obtain such precise information in practical. Therefore to overcome this drawback, we design a routing protocol that is random and also ensuring secured data transfer using minimum battery power. |
| 数据交付使用多路径路由,允许建立一个源和目的节点之间的多条路径。多路径路由不确保完全安全,敌人可以妥协的节点,通过获得的信息用于构造多路径路由算法。此外,一旦建成,这些路径从源到目的地是固定的。因此,此问题的解决方案是随机交付信息通过不同的路径而不是固定的路线[7]。虽然对手仍然可以截获信息的一部分,我们可以拦截的概率降低到可以接受的程度,一些机制。 |
| 在本文中,我们提出一个高效的网络安全数据收集的方法。我们使用沙米尔的秘密共享和最小跳路由算法基于功率来实现安全的数据收集与妥协的WSN节点。提出的路由算法利用传感器网络的路由功能,提高数据采集的质量。 |
节能多路径路由 |
| 无线传感器网络(WSN)是用于监控的环境。无线传感器节点的主要任务和收集数据从一个特定的域,处理和传输到水槽应用所在。然而,确保水槽之间的直接沟通可能会迫使节点发出的消息如此高的权力,他们的资源迅速枯竭。因此,节点的协作以确保遥远的节点与水槽是一个要求。通过这种方式,通过中间节点传播消息,以便与多个链接或跳路由到水槽。多路径路由被用于不同的目标基础上,如负载平衡、能源效率等。 |
| 当传感器构造消息包,它利用沙米尔的算法[8],(t, n))秘密共享算法编码数据。传感器节点需要发送数据分组(源),第一次把数据包分为N股,根据算法,通过路由路径交付股票。路由可以提出[7]。但[7]的算法没有考虑节点的密度,如果源节点的传感器节点的程度很小,相比股票分割,可能没有足够的邻近节点交付股票。由于传感器节点随机分布在一个大区域,每个传感器节点的程度不同。 |
| [7]中的算法PRP, NRP或组成并不保证传播的方向性。股票可能来回传播,或者可能远离基站的传播。此外,当分享旅行基站的相反的方向,最后传感器接收到需要使用分享一些min-hop路由算法提供分享到基站,再消耗了大部分的能量传播分享到基站,路径可能长时分享执行随机漫步远离基站。也,长时间生活在网络分享,这样敌人就可以轻易得到的信息。这些算法不考虑传感器的电池,这是需要考虑的重要因素。因此,[7]中的算法修改为随机生成数据集合的路由路径。 |
| 该算法是节能的,表现得像一个随机的多路径路由算法。该算法利用每个节点的父列表提供数据从源到目的地。随机性是通过父列表(即选择一个邻居。进而表明跳数)电池供电的传感器[9]。该算法如下。 |
| 该算法有两个阶段。首先,建设和维护对每个节点的路由信息。其次,数据的路由。 |
| 在这个传感器网络模型中,每个传感器维护路由表,所有邻近的传感器信息,其母,兄弟姐妹和孩子节点,“跳”——发送节点和基站之间的跳数,以及它们的能量水平。这是一种传感器网络初始化过程的一部分,在水槽节点广播一个安装包,有一个“Setup-ID-Hop-Energy”信息。 |
| 最初的能量非常高的价值,转发给所有一跳距离传感器。这些传感器更新其路由表信息。“设置”表明,包是安装包和“ID”的ID发送节点,“跳”的跳数从发送节点到基站,“能源”是电池供电的传感器。在收到安装包,所有接收节点与基站的增量他们跳一跳数1。这些节点构造新的安装包,发送节点id作为新“id”,并改变跳数作为“跳”和能级发送节点的“能量”。重复这个过程,直到所有的节点在网络通知。为了避免碰撞不止一次从接收设置,每个传感器等待一些固定的时间,然后更新路由表。固定时间选为接收到的数据包的跳跃数价值成正比。这也确保了传感器不能接受一个安装包,有比这更小的值。 |
| 当传感器检测到的变化其能级(电池供电),它将消息发送给所有邻国改变能级。因此,邻近节点路由表更新这些信息。这样每个传感器邻国保持信息时使用的路由数据。因此我们可以使用一个传感器(能量)的力量来选择一个邻居发送分享,不仅保证了随机性,但我们也可以避免转发分享的传感器有很更少的电池供电,否则将以前排水分享传递到邻国或者没有足够的力量向邻居分享在其范围内。 |
| 第二,当一个传感器感知数据,构造数据包,并将这些信息或消息伪装(编码),将它分解成N股根据沙米尔的秘密共享算法。然后通过网络执行路由的股份,妥协节点,它使用一个路由算法本质上是安全的除了随机的,如下所示。 |
| 源利用其路由列表,选择一个邻居中这是一个父母。这也保证了其传播方向。在这种方式中,每个传感器选择其母使k每条路径上的啤酒花数量到达基站。以这种方式为每个传感器如果有父母,还有米路径从源到基站的数量。 |
| 案例1:当发送节点(源)的程度。,the number of paths M of the source node is greater than the number of shares N, (If M > N) Then, select the path such that the immediate node to relay is one of the parent, and it has the highest power of other parent nodes. Choosing parent node ensures minimum number of hops to reach the base station. Thus the share is forwarded to this neighbour. In this way every neighbour chooses a neighbour in from its parents list, that has highest power and forwards the share to reach the base station. If the parent nodes does not satisfy the criteria, the sibling are selected using the above procedure. |
| 传感器接收份额,每次更新它的父节点收到的数据包新能源水平。因此基于权力通过选择邻居,我们确保随机性和通过使用父列表选择一个邻居方向性是保证。不浪费能量发送邻居那不是在基站的方向。它还确保消息不来回移动网络中生活了很长一段时间。 |
| 例2:如果股票的数量N大于父母的数量M(如果M < = N)然后,消息包分割成PS股票,并执行单播。为每个共享再次从其父母选择邻居列表第一,如果所有的父母已经选择,选择的邻居兄弟列表。选择一个邻居在这里也涉及到传感器最高权力,然后转发分享。这个邻居轮流执行相同的。以这种方式传播从源到目的地。 |
分析能源消耗 |
| 配备的无线传感器节点电池能量有限,传感器节点的一生中扮演着重要的角色在设计算法。传感器的主要任务是检测事件,执行快速处理传输数据,功耗从今以后可以分为三个领域。传感事件所需的电力,电力通信和数据处理。传感功率变化的应用程序。事件检测的复杂性也取决于噪音水平各不相同。噪音水平越高,更高的能源消耗。除了这些,数据通信中起着重要作用的耗散功率。数据通信是进一步分为传输和接收。 |
| 让能量E (Rx)表示接收数据的能量消耗和E (Tx),传输数据。传输数据的大小x,比特的数据大小,在距离d(获得使用距离公式应用于两个坐标(x1, y1), (x2, y2),分别发送方和接收方)的位置。 |
| E (Rx)可以被视为一个常数,c说。(即。,E(Rx)= xEelec, where Eelec is the electronics energy) and the E(Tx) (x,d) can be obtained as the x Eelec + xEefsd2. Hence the total energy dissipated for transmitting a share across a route is given as |
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| 每股K节点的数量,通过到达目的地。 |
相关工作 |
| 有一些正在进行的努力对多路径路由安全数据收集在文学。例如,传播算法[10]试图发现多个最安全和节点不相交的路径。修改后的迪杰斯特拉算法迭代找到top-K最安全的节点不相交的路径。H-SPREAD算法[11]提高传播算法同时占安全性和可靠性的要求。舒等人[7]中提出了一个安全的数据收集方法通过使用的(t, n))秘密共享算法和随机多路径路由。包分为股票,通过随机生成的路径发送到水槽。 |
结论 |
| 我们提出了一种节能和安全的无线传感器网络的路由方案。讨论的时间共谋提出的协议是不因为它是超出了本文的范围。提出数据路由方案,传感器节点(源)构造消息包,然后分成股票和传播到邻居。邻居是随机选择基于最高的节点能量和减少啤酒花到达基站的数量。由于网络的电池是利用高效、均匀地在所有的传感器节点,无线传感器网络的生命周期可能会延长其最佳。同时,随着传感器更新本身功率路由表中的信息,我们得到的最优路径。因此,该方案是健壮,energyefficient和可伸缩的。 |
引用 |
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