WSNs中基于三因素節(jié)點評估的安全認證方案

　　(3)存儲花費

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

　　(4)節(jié)點能量花費

　　節(jié)點能量花費包括計算花費和通信花費。在Watro等提出的方案中，節(jié)點需要進行對用戶請求的回復(fù)、隨機數(shù)認證、檢驗和產(chǎn)生和確認以及兩個公鑰的運行。在Wong等提出的方案中，節(jié)點需要進行表查詢、為產(chǎn)生參數(shù)而進行的哈希函數(shù)運算以及等待網(wǎng)關(guān)節(jié)點對用戶請求的回復(fù)。在Das等提出的方案中，節(jié)點需要進行對用戶請求的回復(fù)、時間戳認證以及為參數(shù)產(chǎn)生進行哈希運算。而在本文提出的方案中，節(jié)點會進行信任度計算、對用戶請求的回復(fù)和時間戳認證。此方案減少了哈希運算的能量花費，而且通過信任度計算，大大提高認證過程的安全性。

3.3 仿真實驗

　　為了評估這四種用戶認證方案的有效性，本文在NS2的仿真環(huán)境下驗證它們在有惡意節(jié)點的環(huán)境下用戶成功認證的概率。設(shè)置參數(shù)如下：用戶節(jié)點為15%，中繼服務(wù)器節(jié)點為5%，節(jié)點射頻通信距離為10，傳感器節(jié)點的最大、最小個數(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)點是與用戶認證的傳感器節(jié)點。圖2給出了仿真結(jié)果。從圖中可以看出，相對于其他的三種用戶認證方案，本文所提出的用戶認證方案在有惡意節(jié)點的環(huán)境下仍保持了比較高的用戶成功認證概率。

4 結(jié)語

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的認證技術(shù)在安全方面還存在很多的不足，同時還面臨諸多的威脅。本文提出了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于三因素節(jié)點評估的安全認證方案，它引入了時間片、安全行動系數(shù)和交互頻度的輕量級的節(jié)點信任度計算方法，并與經(jīng)過優(yōu)化的認證方案相結(jié)合來進行用戶認證。安全性分析、性能分析和仿真實驗的結(jié)果表明，該方案有效地提高了節(jié)點所提供信息的真實性和準(zhǔn)確性，并且與之前的許多認證方案相比，它具有更高的安全性，很適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。通過該方案，平衡了整個過程的能量消耗，從而更好地應(yīng)對針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全攻擊。未來的工作是進一步地完善該認證方案的性能，使其能夠在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛地應(yīng)用。

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