车联网中Sybil攻击及虚假消息检测技术研究

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车联网中涉及到车辆、行人和道路的安全服务,例如交通事故、路况信息等信息的传播,迫切需要保证交通信息的安全性和完整性。但是网络中存在的一些恶意节点可能破坏车辆之间的正常通信,对交通网络的安全造成严重威胁,本文主要针对车联网中的Sybil攻击和虚假消息攻击进行研究。针对车联网中的Sybil攻击,首先提出了一种基于时戳链的Sybil攻击检测方法,车辆经过路边单元(Road Side Unit,RSU)时,向RSU申请时间戳,形成一条时戳链。当车辆分享路况信息时,必须附带自己的时戳链,其余车辆根据时戳链检测该车辆的历史轨迹与其他车辆的相似度,从而识别Sybil节点。该方法能有效的检测Sybil攻击,但是存在车辆路径信息泄露和检测时间长的问题。针对这两个问题,提出了基于RSSI(Received Signal Strength Indication,RSSI)的改进检测方法。接收消息的车辆根据RSSI计算与发送消息车辆的距离,并与通过其声称位置计算的距离进行比较,如果误差超过给定的阈值,则加入本地吊销列表。之后,将本地吊销列表发送给RSU,RSU通过时戳链进一步判断本地吊销列表中的车辆是否为Sybil节点,最后使用主密钥追踪Sybil节点的真实身份,并将结果上报可信机构(Trusted Authority,TA),TA更新全局吊销列表。在车联网中,一些恶意节点可能会发送一些虚假消息以最大化自身的利益,为此本文提出了一种使用决策树作为基本分类器的基于AdaBoost(Adaptive Boosting)的虚假消息检测算法,算法包括数据预处理、消息特征提取、基于AdaBoost的检测算法和更新车辆信誉值四个部分,首先通过数据预处理过滤掉无需进行检测的消息,然后对预处理过后的消息进行特征提取,接下来通过提取的特征进行虚假消息检测,最后,对车辆的信誉值进行更新。为了验证本文所提算法的有效性,采用OMNeT++5.5.1、Veins5.0 和SUMO1.2.0进行仿真实验。对于Sybil攻击的检测,选取检测率和误检率作为评价指标,仿真分析可知,网络中车辆数目和车辆速度对检测率和误检率有一定的影响,与现有文献中的算法进行对比,本文算法有效提高了 Sybil节点的检测率。对于虚假消息的检测,选取准确率和假阳性率作为评价指标,与基于支持向量机和朴素贝叶斯的检测方法相比,本文方法综合性能优于其他两种方法。综上所述,本文算法能够有效提高车联网中消息传输的安全性和可靠性。
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