支持QoS的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)安全可信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)是傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)形式，更多地關(guān)注音頻、視頻、圖像等大數(shù)據(jù)量感知信息的采集與處理，廣義的多媒體數(shù)據(jù)應(yīng)包含數(shù)值數(shù)據(jù)、圖像、音頻、視頻以及這些數(shù)據(jù)的混合，“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)”、“傳統(tǒng)數(shù)值傳感器網(wǎng)絡(luò)（traditional scalar sensor networks）”、“圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)（image sensor networks）”、“音頻傳感器網(wǎng)絡(luò)（audio sensor networks）”、“視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)（

2、video sensor networks）”、“可視傳感器網(wǎng)絡(luò)（visual sensor networks）”等單類型傳感器網(wǎng)絡(luò)或這些單類型傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合，均可納入多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)概念范疇。多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用相關(guān)的QoS需求體現(xiàn)在音視頻、圖像質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)能耗、覆蓋范圍、服務(wù)持續(xù)時(shí)間、多媒體信息處理等方面，建立其QoS保障體系是多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，同時(shí)，在遭受破壞和干擾的情況下可靠、可信、安全地感知、處理和傳

3、輸多媒體信息也是制約多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)推廣應(yīng)用的重要問(wèn)題，而信任管理作為傳統(tǒng)以加密為基礎(chǔ)的信息安全手段的重要補(bǔ)充，在識(shí)別內(nèi)部攻擊、惡意節(jié)點(diǎn)、自私節(jié)點(diǎn)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此，在廣泛物聯(lián)、普適計(jì)算的前提下，研究支持QoS的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)安全可信關(guān)鍵技術(shù)具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。本文特別針對(duì)多流量共存多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多樣的QoS保障需求，研究以多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)信任管理模型，側(cè)重于面向多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的可信QoS保障框架、考慮QoS保障的信任管理模

4、型、多徑路由信任融合方法、可信QoS負(fù)載均衡機(jī)制等幾個(gè)方面，提出了相應(yīng)的新模型、新方法和新算法，并給出了仿真和分析。論文工作和貢獻(xiàn)主要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）分析了多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)的QoS需求，研究了多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧各層QoS保障機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)可信QoS度量體系，并面向?qū)哟匦投嗝襟w傳感器網(wǎng)絡(luò)建立分層可信QoS管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，最后，形式化描述了可信QoS跨層保障問(wèn)題。提出的可信QoS保障

5、框架可為層簇型多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的考慮QoS保障的信任管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。
　　（2）針對(duì)層簇式多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，區(qū)分多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的不同流量類型，提出了基于流量類型，保障安全性和QoS需求的信任計(jì)算方法，在源節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信任評(píng)價(jià)時(shí)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)交互行為識(shí)別惡意節(jié)點(diǎn)，基于推薦節(jié)點(diǎn)可靠度的節(jié)點(diǎn)交互行為可信計(jì)算能夠有效消減惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)信任度量的干擾效應(yīng)，同時(shí)，衡量不同流量類型數(shù)據(jù)包在節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延、剩余能量等因素，基

6、于不同流量的不同QoS保障需求對(duì)節(jié)點(diǎn)信任值進(jìn)行功能性區(qū)分，適用于多種流量共存的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)。提出的信任管理模型能夠在消減惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)信任度量干擾的情況下，為多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多流量類型路由提供可信的QoS選路依據(jù)，同時(shí)，還提出了基于相關(guān)性的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信任管理方法。
　?。?）為無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)不相交多徑路由，考慮QoS因素，提出了一種新的信任融合方法，在考量服務(wù)質(zhì)量保障的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究單節(jié)點(diǎn)信任計(jì)算

7、方法，對(duì)單路徑路由上的節(jié)點(diǎn)信任值進(jìn)行融合，計(jì)算單條路由路徑的信任值，然后，然后聚焦節(jié)點(diǎn)不相交多路徑路由，對(duì)形成的從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的多條路由路徑的信任值進(jìn)行融合。提出的多徑路由信任融合方法，可以有效評(píng)估多徑路由可信QoS保障性能，并為多徑路由流量調(diào)度和負(fù)載均衡提供參考依據(jù)，同時(shí)，還在多徑路由信任融合的基礎(chǔ)上，建立節(jié)點(diǎn)不相交無(wú)干擾邏輯管道，設(shè)計(jì)了節(jié)點(diǎn)不相交安全可信多徑路由方法。
　?。?）區(qū)分服務(wù)的負(fù)載均衡機(jī)制和多徑路由都是多媒體傳