集成入侵检测与容错

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本文提出一种面向同构聚类无线传感器网络的动态冗余管理机制，融合多源多路径路由与基于投票的入侵检测，兼顾安全性与能量效率。通过建模分析能量消耗与安全增益的权衡，确定最优冗余级别以最大化网络生命周期。该方法在对抗节点捕获、丢包攻击和诋毁攻击等威胁时表现出优越性能，相比仅支持容错的AFTQC协议显著提升了系统生存时间。研究成果为资源受限环境下的安全可靠通信提供了创新解决方案。在无线传感器网络（WSNs）中，由于广泛部署在诸多领域，加上许多应用对服务质量（QoS）的需求，例如安全性、可靠性和实时性，对传感器网络的安全性提出了越来越高的要求。同时，由于许多无线传感器网络是在无人值守的情况下部署的，传感器节点（SNs）容易受到捕获攻击，进而转变成内部恶意攻击者。此外，传感器节点在能量、计算能力、传输范围和存储容量方面存在资源限制。因此，面临的挑战不仅仅是提供设计，而是要在有限的资源约束下，既保障网络的安全性，又尽可能地延长网络的生命周期。针对同构聚类无线传感器网络，本文提出了一种动态冗余管理机制，该机制将多源多路径路由与基于投票的入侵检测进行了融合，并充分考虑了安全性与能量效率。通过对能量消耗与安全增益的权衡进行建模分析，确定了最优冗余级别，以最大化网络生命周期。当网络面对节点捕获、丢包攻击和诋毁攻击等威胁时，该方法表现出了优越性能，显著提升了系统生存时间，相比仅仅支持容错的AFTQC协议，这一优势尤为显著。在处理节点捕获威胁时，此方法能够在节点密度、射程和节点捕获率变化的环境下，动态地控制冗余级别，从而有效地对抗恶意攻击。通过多源多路径路由的冗余性，可以保证即使部分路径受到攻击，仍能保持网络通信的可靠性和安全性。而基于投票的入侵检测能够对潜在的入侵行为进行有效识别，为网络提供更加严密的安全防护。本文的研究成果为资源受限环境下的安全可靠通信提供了创新的解决方案。不仅提高了同构聚类无线传感器网络在遭受安全威胁时的容错能力，同时也大幅度提升了网络的性能和资源使用效率。通过在冗余管理和入侵检测技术上的深入探讨和有效整合，本文的研究为类似环境下的网络安全实践提供了宝贵的参考和借鉴。