[發明專利]基于區域劃分和信任管理機制的安全層次路由方法及應用

有效

• 申請號: 201710657239.X
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107466046B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 洪榛;邵茜;紀守領
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W24/02;H04W40/10;H04W40/22;H04W40/24
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 焦亞如

1.一種基于區域劃分和信任管理機制的安全層次路由方法，其特征在于：該方法包括：

步驟1：網絡模型構建：主要由基站節點、參考節點、普通節點和移動節點構成多區域結構網絡，并賦予各節點初始信任值；

步驟2：節點信任管理：設定時間窗；首先更新各節點信任值；然后根據各節點自身更新前后的信任值差異判斷各節點是否為可疑節點，選擇進行以下步驟之一：

A：可疑節點，則觸發時間窗對該節點進行連續監測，并設置k個監測間隔；若k個監測間隔內該節點的ΔT(j)均滿足ΔT(j)ε，ε＜0，則該節點為背叛節點；反之則不再對該節點進行監測，等待下一輪的信任值更新返回執行步驟2；

B、非可疑節點，執行步驟3；

步驟3：簇頭選取：根據各節點信任值、剩余能量以及與參考節點之間的距離選取簇頭；

步驟4：路由構建：各區域簇頭節點向非簇頭節點廣播入簇邀請，接收到入簇要求的非簇頭節點將包含區域號的數據包發回至簇頭；簇頭保留區域號相同的節點作為簇成員；各簇頭為簇成員分配數據傳輸時隙和信任更新時隙；

步驟5：路由：各區域簇頭將數據發送至參考節點，參考節點通過自身與基站節點之間的距離選擇進行單跳或多跳將數據傳輸至基站節點；

所述步驟2中ΔT(j)通過以下公式求?。?/p>

ΔT(j)＝ΔT_t(j)·ΔT_t-1(j)＝(T(j，t)-T(j，t-1))·(T(j，t-1)-T(j，t-2)) (4)

式(4)中：ΔT_t(j)表示節點j在第t次更新的信任值與第t-1次更新的信任值之間的差值；ΔT_t-1(j)表示節點j在第t-1次更新的信任值與第t-2次更新的信任值之間的差值；T(j,t)表示節點j第t次更新的信任值，T(j,t-1)表示節點j第t-1次更新的信任值，T(j,t-2)表示節點j第t-2次更新的信任值；

ΔT(j)為負則為可疑節點，反之則不然；

所述步驟2中所述的各節點信任值由以下計算模型更新：

T(j)＝α-DT_ij+β·IDT_ij (1)

式(1)中：T(j)表示網絡中某一節點j更新后的信任值；α、β表示權重系數，α+β＝1，α＞β；DT_ij為數學期望，其通過式(2)求??；IDT_ij為間接信任值，其通過式(3)求??；

式(2)中：表示所選取的主信任評估節點i的評估參數，分別表示節點j成功轉發節點i的次數和節點j未成功轉發節點i的次數；

式(3)中：分別代表第三方節點m作為節點j的中間監測節點，監測到的節點j轉發節點i數據的成功次數和失敗次數；則代表節點i對于節點m評價節點j轉發節點i數據的行為的正確次數和錯誤次數。

2.如權利要求1所述的基于區域劃分和信任管理機制的安全層次路由方法，其特征在于：所述步驟1中所述的多區域結構網絡包括高級簇和低級簇，所述高級簇包括基站節點和參考節點；所述低級簇包括普通節點。

3.如權利要求1或2所述的基于區域劃分和信任管理機制的安全層次路由方法，其特征在于：所述步驟3中簇頭的選取具體步驟為：

A：將各節點更新后的節點信任值與所有節點初始信任值V_ini進行比較；若節點的信任值大于V_ini則賦予該節點一比較閾值Y，執行步驟B；反之則不賦予比較閾值；

B：將比較閾值Y與該節點自身隨機產生的隨機數random進行比較，若存在randomY，該節點標記為簇頭候選節點，執行步驟C；若不存在randomY，則重新隨機產生random，執行步驟B；

C：若只有一個節點被標記為簇頭候選節點，則該節點為簇頭；若存在兩個或兩個以上被標記為簇頭候選節點，則計算各簇頭候選節點的可信度，選擇可信度最大的節點作為簇頭；若多個候選簇頭節點的可信度相同，則選擇random最大的節點作為簇頭。