无线传感器网络黑名单辅助错误数据滤除机制的设计与评估

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无线传感器网络以数据为中心的特性,使得数据在其中占据着尤为重要的地位。部署在观测区域的大量传感器节点搜集数据,并将其反馈给基站。本文探讨现今无线传感器网络中的错误数据滤除机制,旨在寻求方法来保证传感器网络所搜集数据的正确性,达到给最终用户提供可靠数据服务的目标。 无线传感器网络错误数据滤除的关键挑战在于,如何识别所接收数据包内容的真实性,如何隔离恶意节点,以及单个传感器的有限资源带来的顾虑。 本文提出了一种黑名单辅助的随机错误数据滤除机制BSEF。BSEF并不是逐包地检验数据内容来过滤错误数据,而是将滤除提升到节点的层次。BSEF引入黑名单来维护当前恶意节点的信息,使得来自黑名单中节点的数据包直接被滤除,而不需再对其数据内容进行验证。 BSEF以协作的方式运行。BSEF依据多个转发节点对数据包的验证结果来决定是否将其丢弃,因此,攻击者将更难扰乱正常数据包的传输。此外,BSEF根据传感器节点的地理位置,在节点之间合理地分配数据包的验证任务,从而平衡了各个节点的能量消耗,延长了网络生存时间。 本文从理论分析和仿真实验两个方面评估BSEF的性能,结果证明了BSEF在多数情形下的优越性能。BSEF不仅能够在5跳之内滤除80%以上的错误数据,而且与现今错误数据滤除机制相比,节省了20%~30%的能量消耗。
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