让恶意节点付出代价：传感器网络中的资源竞争型广播

考虑一个时隙化、单跳无线传感器网络 (WSN)，由 n 个正确设备和 t=f*n 个拜占庭设备组成，其中 f>=0 为任意常数；即拜占庭设备数量可能超过正确设备。存在一个可信发送者 Alice，希望通过单一信道向正确设备传递消息 m。同时存在一个恶意用户 Carol，她控制 t 个拜占庭设备并利用它们干扰通信信道。对于常数 k>=2，正确设备和拜占庭设备各自仅拥有 O(n^{1/k}) 的微弱能量预算，Alice 和 Carol 各自拥有有限的 \tilde{O}(n^{1/k}) 预算，且在每个时隙中发送或监听均产生单位成本。这一通用设置捕捉了在资源稀缺和网络攻击下保证通信所固有的挑战。鉴于这种 Alice 对抗 Carol 的场景，我们提出：消息 m 的通信是否可行？若可行，代价如何？我们开发了一种协议，对于任意小的常数 \epsilon>0，能以高概率确保至少 (1-\epsilon)n 个正确设备接收到 m。此外，如果 Carol 的设备消耗 T 能量来干扰信道，那么 Alice 和正确设备各自仅消耗 \tilde{O}(T^{1/(k+1)})。换言之，延迟 m 的传输会迫使干扰者迅速耗尽能量供应，从而停止对网络的攻击。