48、无线传感器网络中改进感知数据可靠性和完整性的方案

无线传感器网络中改进感知数据可靠性和完整性的方案

在无线传感器网络（WSN）中，数据的可靠感知和传输至关重要。WSN 的主要功能是从感兴趣的区域收集数据并将其发送给最终用户，但最终用户对这些数据的可信度有多少呢？特别是在关键应用中，错误数据的使用可能会导致严重后果。因此，WSN 任务的成功在很大程度上取决于数据传输过程的可靠性。

1. 问题背景

数据从被捕获到被使用的整个过程中都应该是正确的。可能导致最终用户接收到错误数据的原因有很多，比如节点传感单元故障、传输过程中的损坏、恶意软件或入侵者对数据完整性的破坏等。为了解决这些问题，需要综合考虑节点容错和数据安全问题。

2. 相关工作

在可靠聚合数据或保障数据安全方面，已经提出了多种方法，但这些方法大多只解决了部分问题，如路由问题、对手攻击或节点故障等。以下是一些相关协议及其优缺点：
| 协议名称 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| FAIR | 实时数据聚合算法，使用见证节点确认聚合结果，协议较为健壮 | 仅适用于小型 WSN，缺乏安全性，存在时间开销 |
| EESSDA | 使用安全通道数据加密方案 | 成本高，缺乏安全性，靠近基站的受损节点可能危及聚合数据的机密性 |
| ERDRA | 构建最短路径路由树实现可靠数据聚合 | 破坏通道会拦截所有消息，存在时间开销 |
| 未提及名称（Jose 等人提出） | 确保机密性、认证和新鲜度，适用于关键时间应用 | 可能遭受内部攻击，CPU 过载，密钥管理机制不安全 |
| ECIPAP | 确保机密性和聚合数据完整性 | 可能遭受内部攻击，存在时间开