检测恶意信标节点和重放信号的方法

产生错误定位信息的节点能被已知它们位置的节点检测到，典型的是被其他信标节点检测到。为做到这一点，从另一信标节点n_a收到信标信号的信标节点n，能根据收到的信标信号估计出它的位置（x′，y′），然后比较实际的位置（x，y）和估计的位置。如果这两个位置的差高于特定门限值τ，这可能表示产生信标信号的节点n_a是恶意的。在Liu等（2005a）文献中，这一方法用于这种情况，即位置估计基于接收信号强度指示器（Received Signal Strength Indicator，RSSI），并且当非信标节点发出请求时，信标信号单播给非信标节点。该方案由下列步骤组成：

1）一个信标节点n，例如检测信标，请求一个来自另外信标节点的信标信号B_req。这个检测信标执行功能时，就好像它不是信标节点。

2）目标信标发送一个信标信号B_beacon。信标信号通常也包括目标信标n_a的位置（x_a，y_a）。

3）检测信标根据RSSI计算，估计到目标信标位置（x_a，y_a）的距离d_a。

4）因为检测节点已经知道它的位置，就能计算出它到B_beacon发出的目标节点位置的距离d。如果估算距离d_a和计算出的距离d的差高于门限值τ，这表示这个目标节点是恶意的，即

如果，则目标节点是恶意的(www.xing528.com)

虽然这项技术能检测出信标信号的异常，但是因为信标信号可能会被其他节点重放，所以它们不能总是指出信标是恶意的。当受到虫洞攻击时，这种情况尤为突出。为了处理这个问题，被重放的信标信号应该被过滤掉。在之前章节中讲过的阻止虫洞攻击的技术，能消除经由虫洞发送的信标信号。然而，它们不能检测出局部重放的信标信号，例如与一个信标为邻的恶意节点阻塞了它的信号，重放信标信号，就好像恶意节点是信标节点一样。

在Liu等（2005a）文献中介绍了基于往返时间（Round Trip Time，RTT）的方案。在这个方案中，在部署之前，两个节点之间的最大RTT期望值被测试并已知。节点对一个信标信号挑战信标，用式（13-1）计算出信标信号的RTT。如果计算出的RTT高于RTT期望值，这说明它是被重放的信标信号，因此丢弃。

RTT=（t₄-t₁）-（t₃-t₂） （13-1）

式中，t₁是发送方发送完第一个比特的时刻；t₄是它接收完回复中的第一个字节的时刻。基本上，（t₄-t₁）是发送方发送请求和收到回复的时间差。t₄和t₁在发送方都是可用的。然而（t₄-t₁）也包括了回复方处理的时间和由于消息认证码（MAC）的延迟。因此，这个值会基于许多参数不同而不同。为了从RTT中消除这些不可预测的因素，从中减去（t₃-t₂）。（t₃-t₂）是接收方收到请求的第一个字节时刻t₂和发送完回复的第一个字节时刻t₃的时间差。

检测到恶意信标不足以阻止它们的攻击。一个恶意节点会声称信标是敌手。因此，一个机制需要确保检测信标是友好的，它们的报告是正确的。为达到这一目的，Liu等（2005a）文献中依靠信标节点和基站之间的认证机制。信标向基站报告它们的发现。基站为每一个信标维护一个报告和警报计数器。信标不允许以超过规定的速率报告。为此，使用了报告计数器。每个警报计数器是信标的可靠性值。每当收到一个信标的负面报告时，它的警报计数器值增加。当警报计数器值超过门限值时，信标被撤销。