【摘要】：移動自組網(wǎng)MANETs(Mobile Ad hoc Networks)是一種無基站、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)。在MANETs中,任意節(jié)點都可以獨自地向任意方向移動,同時可以經(jīng)常改變同其他節(jié)點的連接。由于開放的信道及高度動態(tài)的拓?fù)涞忍匦?移動自組網(wǎng)對服務(wù)質(zhì)量(QoS)和安全性能都有嚴(yán)格的要求。在移動自組網(wǎng)中,為了提高通信質(zhì)量,移動節(jié)點會優(yōu)化可利用的無線網(wǎng)絡(luò)帶寬,而由于無線自組網(wǎng)開放和移動的特性,又會使節(jié)點易于遭到惡意節(jié)點的攻擊;相反地,提高通信的安全性總是伴隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗,也因此降低了通信質(zhì)量。同時優(yōu)化這兩個互相沖突的目標(biāo)具有很大的挑戰(zhàn)性,尤其在鏈路帶寬和網(wǎng)絡(luò)生命周期等資源有限的無線自組網(wǎng)中。本文旨在研究如何充分利用有限網(wǎng)絡(luò)和計算資源平衡預(yù)期QoS和安全強度以獲得滿意的通信效率并且不付出任何安全代價。因此,本文利用非合作博弈的方法建模節(jié)點收益函數(shù),將車輛節(jié)點內(nèi)部看成是兩個參與者:“通信方”和“安全方”,兩者分別通過自適應(yīng)調(diào)控通信和安全的參數(shù)同時提高通信效率和通信安全。本文的主要工作包含兩部分:第一:基于車載網(wǎng)這一應(yīng)用了MANETs原則的網(wǎng)絡(luò)對移動節(jié)點進(jìn)行非合作博弈建模,即節(jié)點收益,通過自適應(yīng)控制Nakagami多路衰減信道(NMF)下的發(fā)射功率和加密塊長同時優(yōu)化信道容量和安全強度;同時,通過計算純納什均衡的理論解分析了控制發(fā)射功率的“通信方”和控制加密塊長的“安全方”如何一起以最小的代價最大化共同的節(jié)點收益。大量理論計算分析了對我們考慮的不同參數(shù)影響下的納什均衡。結(jié)果表明,本文提出的非合作博弈方法可以使車載網(wǎng)環(huán)境中的節(jié)點自適應(yīng)化,同時能夠在不損失通信安全的條件下提供通信質(zhì)量。第二:為了使我們的工作更具廣泛性,我們基于Merkle樹建立了MANETs中移動節(jié)點通信質(zhì)量和安全的非合作博弈模型。首先,不同于在車載網(wǎng)中建立同一個利益函數(shù),為使分析更精確,我們?yōu)槊恳粋�參與者分別建立自己的收益函數(shù):首先采用Merkle樹的吞吐量作為“通信方”的利益函數(shù)并且提出“消息認(rèn)證性”來衡量通信的安全性,以此作為“安全方”的利益函數(shù);然后基于兩個參與者的策略分別滿足均勻分布和正態(tài)分布計算出混合策略納什均衡(MSNE)的理論值,分析了“通信方”和“安全方”如何一起以最小的代價最大化各自的節(jié)點收益;最后給出一些理論參數(shù),從理論上分析了影響節(jié)點通信質(zhì)量和安全的因素。通過理論分析得到,本文提出的模型可以通過控制Merkle樹的葉子節(jié)點個數(shù)和哈希長度有效提高節(jié)點的通信效率與通信安全程度。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2780310