在无线传感器网络中使用动态链路聚合的节点认证

王 华

（河南工业贸易职业学院 河南 郑州 451191）

0 引言

无线传感器网络是目前最活跃和最有活力的系统之间的通信领域之一，它集成了可以互相通信的移动节点，通过多种策略，可以在没有固定配置的情况下提供基本的系统便利。无线通信具有一定的数据交换，也能够实现各种客户端的通信。在这种分布式情况下，保护路径识别节点之间的连接是一个重要的问题。计算节点之间的信任关系是为了将受信任的节点纳入到路径发现过程中。无线网络中的路由协议，它可以被分为3类：先验式（表驱动）路由协议、反应式（按需）路由协议以及混合式路由协议。混合路由协议，如区域路由协议（ZRP）结合了反应式路由协议和主动式路由协议的特点，它已被证明是非常有效的反向协议。本文中，通过对AODV路由的研究，提出了原型的改进方法[1]。

（1）基于信任的多路径路由选择。信任关系被认为是对不同目的行为的一种状态，而节点是一个非必要资源。如果出现恶意系统，就需要对这些节点进行维护，考虑信任关系，这也是路由规则被使用的原因。如果一条路径不可用，可以通过另一条路径实现访问。与传统网络（Ad hoc网络）相比，多路径路由具有独特的优势，它已经提供了互动的功能，例如地理位置，可以在紧急情况下使用。同时，为了避免节点的安全威胁，需要注意安全通信和身份验证。

（2）无线媒介上的广播安全。安全通信是强制性的。在本文中，重点关注的是独立的网络安全在发现和数据传输问题。与有线网络相比，Ad hoc网络有一些特点：具有有线网络的一些特征，但在网络传输、连接顺序方面，又与有线连接相反；另一个是数据传输潜力有限。有线网络的拓扑结构比较稳定，而Ad hoc网络中的拓扑结构和变化会造成异常的路由问题，因此，在Ad hoc网络中需要改变模式。基于路径用于数据传输的路由包含受信任和节点，以及受信任的数量与路由表相关的终端。

1 方法

本文提出的认证机制是通过报文传输时的邻居节点发现并决定路由中的链路验证，网络中的所有节点都是由链路上的请求密钥生成的，该密钥会发送IP地址到起始点。因此，提出了一种基于安全路由动态链路聚合认证的无线传感器网络(SRONA-DLA)开放节点认证方法。本文提出的路由算法的结论是通过对其他路由算法的详细分析而得出的，是一种安全和高效的无线传感器网络。图1为无线传感器网络中安全路由的服务流程，图2显示了使用动态链路的开放节点认证的过程。

如果一个节点不能识别，同时，在恶意节点出现时，警报信息可能会指向它的IP地址，这时只需操作恶意节点，将数据包与恶意节点隔离，无需任何验证就不分配数据包，从而节省了其他邻近节点的处理时间。目的节点收到RREQ后，对RREQ进行检查，检查源IP地址和目的IP地址密钥的完整性。如果检测到传输时数据有任何修改，则生成其他RREP包并发送到端，在接收RREP时，验证目标身份。在本文中，AODV和TCP是一种基于安全识别（ID）的协议。AODV采用基于RSA（SAS）协议的连续累积签名进行保护，这为每一对WSN源-目标终端在端到端的传输数据时创建了一个会话密钥。每个节点使用一个签名/MAC进行身份认证，该信息是由公钥评估的[2]。

1.1 WSN构建模型和协议

构建一个网络模型，其节点数N={N1,n2,n3，……N}，采用基于传感器的嗅探中心模型(SCM)。节点随机排列在图边缘下的无线介质上，顶点的位置是V，节点的位置是E。作为无线传感器网络，考虑在每条边的G={V,E}处由路由链路R→V上的连接介质表示节点集合。通过在初始化时考虑每个簇组i＜=10，将节点构造为圆形区域，表示为通信介质CR，即网络介质Nm。

在链路网络N={Ln}的连通性下，路线R统一安排在位置上进行动态的节点遍历。其中Si和Sj是链路L之间的不相交节点，每个节点在路由验证时都处于消失状态。

1.2 路由的邻居发现

基于链路验证的路由是改进基于G{P1,p2，……}的数据包流量的最重要的方法。数据包P进入到一个连续链路，由两个中继顶点→V和边缘→E组成，见图3。

中继链路定义了每条边上的中继介质和中继节点上数据包流量的交叉区域。G={A→B，Gs→A}，该交叉区域跨越了节点v={A，B，C，D，E，F，Gs}。该中继节点重点检查连续链路在使用中继链路的典型交叉点RL→{L1,L2,L3,L4}。因此，Si和S，是同一个中继节点的媒介。若连接为距离矢量Dv=(SI，SJ)≤R,则连接为指定距离下的继电器介质。该网络考虑基于集群大小的zed计数的可移动的网络节点及其连接。已知有n个数据融合中心连接到最大网络规模Nmax的通信介质，在这种情况下，每个节点有一个唯一的网络标识符，包含Nmax={relay link x1,x2,...xn}。

算法步骤：初始化网络环境，节点sN={n1,n2,ns}。

（1）将随机节点放置在源头S和终端D。

（2）If source valid S＞0 on ack node reference，如果邻居节点中继链路在路由上，则重新定位，返回{x1，x2，......xn，K}。

（3）中继器上的节点链接继续关闭t节点S→x的节点连续性。

（4）逐行发送数据。

（5）恢复路由表中的路由路径的链接，更新Ln→Rt(路由表)[3]。

在网络模型中，每个节点都有一个唯一标识。节点不需要发送额外的信息来表示它的的ID，也不能从传感器成功获得数据包。

1.3 邻居节点上的动态安全路由验证

该计算只是保持链路状态，但是可以改善相邻节点的位置，因此，可以在最短的时间内绘制出当前连接状态数据链路路由器表。但是，由于每个节点都包含每个后续节点的完整数据，因此在邻居节点上进行路由验证时会验证节点的保留路径。

算法步骤：输入：初始化网络节点n为图G的链路L，用S表示的源节点，用N表示目标节点。输出：安全发送和接收数据包。

（1）计算中继节点，在中继边缘提升数据包Rl→E，如果G＜在链路上每个簇头要求N，则N++，并结束中继重复。

（2）数据发送至序列。

（3）假设，使用该算法时干预攻击发生在源节点和目标节点之间。

（4）定义 MAX_NODES。

（5）max{w(S，R)|1≤k-ensd nodes≤O→最佳节点}。

动态安全路由提出了一种方法，利用跳跃节点之间的跳变数据传输，以提高路径寿命周期，增加了数据包传输的速率，减少了通信延迟，这是因为改进了节点处理过程中的溢出现象。

1.4 基于密钥验证的节点认证

对于节点认证，控制报文必须通过网络来实现，以便为每个节点提供洪泛路由和Ad hoc网络，防止数据包掠夺性攻击。也就是说，请求或响应集从一个节点发送至接收节点，以进行初始化和认证[4]。当发现第一个终端的IP，加密节点会进行确认操作，添加补码并发送给目标节点。目标节点通过私钥进行解密，并匹配IP地址，向网络中的其他节点发送数据。如果数据被劫持，所有节点都可以收到验证，但是不能实现正常解密。

找到的第一个终端的IP地址，XRD IP=X，SIP加密RReq X公钥。加密后的RReq节点通过添加一个互补的转发目标确认IP发送成功，RReq再将它发送到的下一个节点。如果发生劫持，所有节点都会收到验证请求，并向RReq实现验证，但是是无法解密的，将语法发送到下一个节点。最后，当拿到RReq D时，用网络文本私钥解密。类似地，所有节点使用SIP执行默认文本（KOR X=Ce（mod n）（以给出XOR D IP X），并验证IP地址。如果IP地址匹配，T RREP加密并发送S，并向网络上的邻居发送其他警报。

算法步骤：计算和计算时间复杂度

（1）计算时间复杂度 T(n)=c×n；

（2）找出可靠性比率，可靠性比率= 平均数据包处理量/保留数据包量；

（3）在中继链路上使用数据请求密钥验证计算（初始化的数据包传输i=as，有效密钥i＜n结束源节点； i++)；

（4）计算损耗

（5）end。

该认证要求所有授权节点都能访问网络上的所有数据和服务，网络拓扑的管理是基于问题的更改，实现透明化驱动。如果使用多个级别的安全认证和身份验证，需要消耗大量的时间和能耗，也容易忽略安全级别问题。为了在两个不同的节点之间提供更为可靠的安全连接，需要从源节点开始进行查询，保证所有节点具有安全性，也要考虑到源节点的权威性，这种密钥扩展也是密钥管理的一个挑战[5]。

1.5 在路由协议上请求密钥访问

可以通过将路由和密钥传输协议集成到特定网络中，并为路由和安全提供解决方案。目标路径是指从目的地节点源头建立一个路径，以确定协议的目的，取决于非表驱动操作的协议广播路由在网络上的请求消息。公钥方法是使用路径请求即源节点获得，然后通过证书请求节点，为网络上的节点提供一个共同的索引证书。该协议对于分发假证书和恶意节点的根混乱等情况来说更安全。为了减少异质性，通过简单的使用数据运行接口方法获得的信息。考虑新量的最好方法是对路径进行公式化计算，详细说明了这一点。生殖途径的改善已被证明可以提高系统的可用性，同时降低环节的可用性。以误码率（Bid Error Rate，BER）表示调整Path Request方法，调整可靠性方法。框架见图4[6]。

2 结语

本文提出了基于动态链路聚合的无线传感器网络（SRONA- DLA）开放节点认证，构建基于需求的、高效的安全路由通信。通过这种安全的通信，在无线传感器网络中实现了入侵检测方案，并对其有效性进行评价。该方法使用visual studio网络模拟器框架进行，并在不同情况下进行性能评估。与其他方法相比，得出了不同方法的吞吐量性能，减少数据包的生成能有效降低网络功耗，提升SRONA算法的效率。在WSN中使用动态链路聚合，可以实现转换为WSN节点进行安全数据包传输，移动到任何路径都不受限制。因此，它们需要一个不同的节点来代替。所提出的无线传感器路由方法是为了帮助网络发送发与目标用户通信，当在实现正常访问时，网络的拓扑结构是没有变化的。同时，环境中使用的所有节点通信，传输速率很高，低功率，通过这种安全通信，增加了安全性。