[發明專利]一種無線Mesh網絡惡意節點檢測方法

有效

• 申請號: 201710247558.3
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107071780B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 楊宏宇;李航;程放;謝麗霞
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H04W12/12
• 分類號: H04W12/12;H04W84/18
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種無線Mesh網絡惡意節點檢測方法，無線Mesh網絡包括主服務器及多個由Mesh路由器形成的網絡節點，其中一部分網絡節點作為源節點，接受來自無線訪問接入點、基站以及無線傳感器網絡匯聚節點的消息，其余網絡節點周期性轉發源節點消息，其特征在于，所述的無線Mesh網絡惡意節點檢測方法包括按順序進行的下列步驟：

1)設置路由協議S1階段：在此階段，將無線Mesh網絡中每個網絡節點的通訊協議均設定為BATMAN協議，然后進入S2階段；

2)建立解析模塊的S2階段：在此階段，在每一個網絡節點上植入一個IDS實例Bro，并在IDS實例Bro的基礎上建立源節點解析模塊，源節點解析模塊包括三層：最底層的捕獲函數層，用于捕獲源節點信息；第二層的事件引擎層，用來根據網絡節點端口號發送源節點信息到解析器層；第三層的解析器層，解析器層包括惡意丟包檢測模塊和虛假信息檢測模快，用來處理第二層發送的數據，然后進入S3階段；

3)捕獲源節點消息的S3階段：在此階段，在每一個網絡節點的接口處調用源節點解析模塊的捕獲函數層，捕獲源節點消息，然后進入S4階段；

4)對源節點消息進行解析的S4階段：在此階段，源節點解析模塊的事件引擎層將捕獲函數層捕獲的源節點消息分別發送到解析器層的惡意丟包檢測模快和虛假信息檢測模快，然后進入S5階段；

5)進行惡意丟包檢測和虛假信息檢測的S5階段：在此階段，惡意丟包檢測模塊和虛假信息檢測模快分別對源節點信息進行解析，獲取相應的路由參數并進行源節點丟包檢測和虛假信息檢測，計算源節點信息的虛假率和丟包率，然后進入S6階段；

所述計算源節點信息虛假率的方法包括按順序進行的下列步驟：

Ⅰ)初始化設置當前網絡節點收到的源節點信息數量TFP_ogm和虛假源節點信息數量FP_ogm均為0；

Ⅱ)在當前網絡節點收到具有序列號SN的源節點信息時，將源節點信息數量TFP_ogm加1；

Ⅲ)判定源節點信息是否合法，若當前網絡節點接收的源節點信息的序列號SN位于當前網絡節點最新收到的幀序號LFR和最大可接受幀序號LAF之間，表明該源節點信息的序列號SN在接收窗口內，該源節點信息合法；否則，表明該源節點信息是虛假的，將虛假源節點信息數量FP_ogm加1；

Ⅳ)最后，統計固定時間內當前網絡節點收到的源節點信息數量TFP_ogm和虛假源節點信息數量FP_ogm，并計算當前網絡節點接收到的源節點信息虛假率；

所述進行源節點信息丟包檢測的方法為判斷源節點信息的序列號SN與接收該源節點信息的網絡節點計數表的差值是否大于1，若判斷結果為“是”，則表明發送該源節點信息的網絡節點出現了丟包行為，否則，發送該源節點信息的網絡節點未出現丟包行為；

所述丟包率為接收到的源節點信息序列號SN和接受該源節點信息計數表的差值與接收到的源節點信息序列號SN的比值；

6)惡意節點判定的S6階段：在此階段，將步驟5)中計算得到的源節點信息虛假率和丟包率發送到主服務器，并與由主服務器利用非線性回歸方法得到的虛假率和丟包率的閾值進行比較，判斷向當前節點發送源節點消息的待檢測節點是否為惡意節點，然后進入S7階段；

7)投票決策的S7階段：在此階段，主服務器統計步驟6)中待檢測節點的所有相鄰節點對該待檢測節點的判定結果，并計算該待檢測節點的置信值，若該待檢測節點的置信值大于0.5，則該待檢測節點為正常節點；若該待檢測節點的置信值小于0.5，則該待檢測節點為惡意節點；若該待檢測節點的置信值等于0.5，則等待下一次判定。

2.根據權利要求1所述的無線Mesh網絡惡意節點檢測方法，其特征在于，步驟7)中待檢測節點置信值A_m的計算方法為：

其中，D_iM為第i個網絡節點對待檢測節點M的檢測結果，A_i為第i個網絡節點的置信值。