无位置信息的无线传感器网络漏洞检测方法

2018-05-11陈志皑

网络安全技术与应用 2018年5期

◆陈志皑

无位置信息的无线传感器网络漏洞检测方法

◆陈志皑

(广东省计算技术应用研究所广东 510000)

无线网络在各行业起到的作用是十分关键的，为了提升无线传感网络的鲁棒性，要对传感器网络漏洞检测进行研究。但是采用当前的方法进行网络漏洞检测时，无法计算出相邻节点的相对位置信息，存在无线传感器网络漏洞检测误差大的问题。为此，要先利用覆盖漏洞发现算法组建传感器极点坐标，获取最相近节点间位置信息，计算出任意节点被其最相近节点覆盖的边缘弧信息序列，得到对应传感器节点间需要增加的新传感器数量，由此进行无位置信息的无线传感器网络漏洞检测。实验证明，所提方法检测误差较低，可以有效地延长无线传感器网络的使用寿命。

无位置信息；无线传感器；漏洞检测

0 引言

在网络时代，无线传感网络以其便捷、快速、能耗小的优势被广泛地应用在医疗、建筑、航空等各个行业领域的建设中。传感器节点是组成无线网络的主要部分，其主要作用是监测给定范围内出现的特殊信息或数据，在此基础上再传输给终端［1~3］。但在实际操作过程中，由于无线传感网络所处的环境较为恶劣，传感器所损失的能耗无法在第一时间内及时地被补充，容易形成监测漏洞，进而影响了无线传感器网络感知监测的质量［4~6］。因此，有效地进行无线传感器网络漏洞检测是保障监测信息完整性的先决条件。在实际的操作过程中，大多数的无线传感器网络漏洞检测方法均无法计算出相邻节点的相对位置信息，致使其对网络漏洞检测的实施陷入了瓶颈。在这种情况下，无线传感器网络漏洞检测问题已经成为了业内人士所研究的焦点课题。

1 问题描述与定义

设计一个网络平面区域，由n代表所给定的传感器节点数量。组成一个由S代表的监测网络，在网络平面区域内。各个传感器节点可以感知给定范围内的信息，为了描述问题，做如下定义：

1.1覆盖漏洞

如果会有部分连贯的范围没有被任何节点所覆盖，则将该范围定义为覆盖漏洞。

1.2单纯覆盖弧序列

由Si代表的节点监测范围边缘被Sj代表的邻居节点所覆盖的弧组成的单纯覆盖序列为c List，c List，需要满足给定的约束条件。

在给定的无线网络传感监测区域内，节点的地理位置信息不详细，给定相邻节点间的距离信息，实现对无线传感器网络漏洞检测。

2 基于无位置信息的无线传感器网络漏洞优化检测

2.1节点覆盖的单纯覆盖弧序列的组建

在进行无线传感器网络漏洞优化检测过程中，组建节点极坐标，计算出相邻两个节点的相对位置信息，获取被覆盖的弧的方位角信息，得到节点覆盖的单纯覆盖弧序列。具体的步骤如下详述：

2.2基于传感器数量的无线传感器网络漏洞优化检测

3 实验证明

为了证明提出的基于无位置信息的无线传感器网络漏洞检测方法有效性，需要进行一次实验。实验在120m*120m仿真区域内，随机产生大小不同的漏洞，在监测区域内随机部署多个传感器节点，随着节点数量的增多，漏洞个数会呈现一定数量的变化。

3.1评价指标的设定

在实验过程中，为了更好地评价基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的性能，将实验分为两个不同的阶段，在实验的第一个阶段，以漏洞检测误差率作为测试指标来测试基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的整体有效性。在实验的第二个阶段，为了更好地彰显实验的全面性和公正性，将传统方法作为对比方法，将无线传感器网络漏洞检测时间作为评价指标来评价不同方法进行无线传感器网络漏洞检测的质量。

3.2基于无位置信息的无线传感器网络漏洞检测的误差率

采用基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的实验，在不同的实验次数下，测试基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的误差率，测试结果见表1。

表1 基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的误差率

从表1的实验仿真结果中可以说明，基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的误差率较小，这是由于在利用无位置信息方法进行无线传感器网络漏洞检测时，计算出任意节点被其最相近节点覆盖的边缘弧信息序列，得到对应传感器节点间连线上应插入新传感器数量，从而保证了基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的整体优越性。

3.3不同方法进行无线传感器网络漏洞检测时间对比

分别采用传统方法和基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测实验。测试不同方法进行无线传感器网络漏洞检测的时间效率，测试结果见表2。

从表2的实验仿真结果中可以说明，利用无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的时间要明显的优于传统方法，这是因为在利用无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测时，先以传感器节点作为极点组建极坐标，计算出相邻两个节点的相对位置信息，大幅度提升了基于无位置信息进行无线传感器网络漏洞检测的时间效率。

表2 不同方法进行无线传感器网络漏洞检测时间对比

实验证明，所提方法检测误差较低，可以有效地延长无线传感器网络的使用寿命。

4 结束语

针对节点能量受损会造成无线传感网络漏洞的问题，需要进行无线传感器网络中的覆盖漏洞检测。但是采用当前的方法进行网络漏洞检测时，无法计算出相邻节点的相对位置信息，存在无线传感器网络漏洞检测误差大的问题。为此，提出一种基于无位置信息的无线传感器网络漏洞检测方法。实验证明，所提方法检测误差较低，可以有效地延长无线传感器网络的使用寿命。