[發明專利]一種中心式認知無線網絡中基于嵌套博弈的信任管理方法

有效

• 申請號: 201710014916.6
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106790213B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 裴慶祺;冷昊;馬立川;肖陽
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W12/00;H04W16/18
• 代理公司: 61227 西安長和專利代理有限公司
• 代理人: 黃偉洪

本發明公開一種中心式認知無線網絡中基于嵌套博弈的信任管理方法，其方法步驟為：建立嵌套博弈模型、感知頻譜狀態、次級用戶選擇感知階段策略并上傳感知數據、數據中心融合感知數據、次級用戶選擇傳輸階段策略、選用滑動窗口值、計算歷史信譽值和本次基于策略的信譽值、計算博弈第一階段和第二階段的效用函數、根據博弈理論優化效用函數求得最優策略、更新信任函數值、根據信任值排序分配頻譜。本發明著眼整個認知循環的構成，應用嵌套博弈理論和邊際效用理論，可以有效抵抗惡意攻擊，將認知過程分為感知階段和數據傳輸階段，次級用戶在不同時間內的決策來評價其信譽值。次級用戶之間為獲得頻譜進行博弈，剔除惡意用戶，使得整個系統趨于良好。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種中心式認知無線網絡中基于嵌套博弈的信任管理方法。

背景技術

認知無線網絡允許非授權用戶在不干擾授權用戶的前提下，伺機利用空閑譜，從而有效提高頻譜資源的利用率，滿足更多用戶的需求。認知無線網絡的這些新功能又引入了許多新型網絡攻擊，比如：感知數據篡改攻擊、學習威脅、干擾主用戶攻擊、合伙欺騙等。而傳統的加密技術、認證技術、訪問控制技術等安全策略又無法解決這些來自認知無線網絡內部的軟安全威脅。信任管理機制是目前公認的解決認知無線網絡軟安全威脅最有效的策略和方法之一。

高效信任管理機制是保障認知無線網絡安全的前提和基礎，準確可靠的信任值更新方案是頻譜分配的可靠保證。目前已被提出的認知無線電網絡中信任管理機制大多數都是為了解決SSDF攻擊等局部問題提出的。因此提出一種著眼于整個認知循環，將認知過程中次級用戶行為的每一步都作為評價其信譽值得一部分，對判定系統中用戶的良莠以及公平的分配頻譜，對于整個系統剔除惡意用戶，實現良性循環非常必要。而在認知環境下，次級用戶為獲得頻譜所做出的努力其本質上是一種博弈，因此將博弈理論應用于信任管理方案，并抵抗惡意攻擊對認知無線電安全的研究有重要的意義。

近年來，國內外學者對認知無線點網絡信任機制進行了許多研究和探索，也大多數針對單一角色的需求，很少結合認知無線電網絡的特點，從整體需求出發，進行信任管理機制的研究，并且這些研究還處于初步階段，雖然有一些研究針對無線網絡的信任設計有一些研究，還沒有學者設計和提出完整的信任管理機制方法和體系。

Parveen Kailgineedi等人提出了一種平均組合的數據融合算法，利用信任因子來參與頻譜決策，這樣大大提高了系統的決策性能。但是，該算法只能識別那些上傳的感知結果一直是“授權用戶正在使用”或者“授權用戶當前不在”的惡意用戶，所以該算法在某種程度上有一些缺陷。Sazia Parvin在隨后的文章中還把信任作為認知無線網絡的安全通信認證，其優點在于證書機構可以提供認證、不可否認性、訪問控制等安全保障，不可忽視的是信譽值高的次級用戶充當了證書機構，所以當這個次級用戶被發現具有不良行為時，其損失是巨大的，當證書失效有備用證書機構替代時，之前存儲的信譽信息就會丟失，網絡進入重啟狀態。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種中心式認知無線網絡中基于嵌套博弈的信任管理方法，該方法為在中心式式認知無線網絡的框架下基于嵌套博弈決策理論的信任管理方案和信任評價融合機制。在該方案下可以實現最大限度公平分配頻譜，且可以抵御惡意用戶攻擊，并通過學習使得系統不斷趨于良性循環。

為實現上述目的，本發明提供了一種中心式認知無線網絡中基于嵌套博弈的信任管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立模型：

將中心式認知無線網絡中次用戶的活動分為感知階段和傳輸階段兩個時期，并根據兩個時段的次級用戶的行為建立博弈模型；

步驟二、次級用戶感知頻譜狀態信息：

次級用戶對于參與頻譜分配的次級用戶，通過能量感知的方式感知目前頻譜空洞信息；

步驟三、次級用戶上傳感知信息：