[發明專利]水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法

有效

• 申請號: 201310218923.X
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103297973A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 韓光潔;李勛;錢愛華;朱川;江金芳;張晨語;江旭
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04W12/12
• 分類號: H04W12/12;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于：包括三個階段：

（1）可疑節點識別階段：錨節點根據接收到的信息包識別網絡中的可疑節點；

（2）女巫節點確定階段：錨節點計算可疑節點的狀態評估值，再比較可疑節點位置信息確定女巫節點；

（3）女巫節點隔離階段：錨節點向基站報告女巫節點，基站將女巫節點從網絡中刪除。

2.根據權利要求1所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，所述步驟（1）中的識別階段中可疑節點的識別方法為：所有錨節點在其通信范圍內廣播查詢包和查詢信息包，各個錨節點根據是否接收到回復查詢包識別可疑節點，和根據回復查詢信息包的信息識別可疑節點。

3.根據權利要求2所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，所述的回復查詢包包括目的節點的ID信息。

4.根據權利要求2所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，所述的回復查詢信息包，包括節點通信次數與剩余能量信息；所述的通信次數與剩余能量的數值關系如下：

當節點發送一次k?bits的數據包時，消耗的能量如下：

E(K,d)＝E_eleck+E_ampkd²，其中E_elec是發送1bit的數據包時，發射電路消耗的能量；E_amp是發射放大器發送1bit的數據包時所消耗的能量；d是節點的通信范圍；K是數據包的大小；E_dispose＝E_receive＝0.5E(K,d)，E_receive是接收k?bits數據包消耗的能量；E_dispose是處理k?bits數據包消耗的能量，則節點的剩余能量E_residual＝E_initial-2E(K,d)；E_initial是節點的初始能量。

5.根據權利要求1所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，

所述錨節點通過以下兩種具體方式識別可疑節點：

（5a）錨節點在其通信范圍內廣播查詢包后，將其鄰居列表中不回復查詢包的節點列為可疑節點；如果接收到陌生節點的回復，也將其列為可疑節點；

（5b）錨節點在其通信范圍內廣播查詢信息包，并對鄰居節點返回的確認包進行分析判斷，把通信次數與剩余能量的關系不匹配的節點列為可疑節點。

6.根據權利要求1所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，所述步驟（1）中的可疑節點的識別階段的具體步驟如下：

（6a）按照分配的每輪時間，錨節點在其通信范圍內廣播查詢包；

（6b）接收到錨節點查詢包的節點，立刻向錨節點發送回復查詢包；

（6c）將在錨節點鄰居列表中不回復查詢包的節點列為可疑節點；如果接收到陌生節點的回復，也將其列為可疑節點；

（6d）在分配的每輪時間中，錨節點再次在通信范圍內廣播查詢信息包；

（6e）接收到錨節點查詢信息包的節點，立刻向錨節點回復包含通信次數和剩余能量的數據包；

（6f）錨節點對鄰居節點返回的回復查詢信息包進行分析判斷，把通信次數與剩余能量的關系不匹配的節點列為可疑節點。

7.根據權利要求1所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，

所述步驟（2）中確定女巫節點的方法為：

所有錨節點在各自的通信范圍內向可疑節點發送查詢狀態包，各個錨節點根據可疑節點回復的查詢狀態包，計算可疑節點的狀態評估值，錨節點將滿足狀態評估值的可疑節點轉為安全節點，向不滿足狀態評估值閾值的可疑節點發送查詢鄰居包，根據回復查詢鄰居包中包含的可疑節點與其三個鄰居節點之間的相對距離，計算可疑節點的坐標，并將其與可疑節點的位置信息相比較，確定女巫節點。

8.根據權利要求7所述的水下傳感器網絡中女巫入侵檢測方法，其特征在于，

所述回復查詢狀態包，包含節點的狀態信息，即目的節點數據包的接收率R_r，

目的節點數據包的處理率R_d，源節點數據包的確認率R_a，源節點數據包發送的時間比率R_t。