[發明專利]一種安全頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201810295510.4
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN108616318B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 彭啟航;李楊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04L29/06;H04L12/24
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發明公開了一種安全頻譜感知方法，屬于頻譜感知技術領域。其技術方案為：通過身份標識值區分信任和非信任二級用戶SU，基于信任SU對模擬主用戶PU信號的上一感知時隙的感知結果，實時的調制下一感知時隙的SU的身份標識值，從而確定能進入FC的合并狀態的SU。本發明的安全頻譜感知方法在假冒主用戶攻擊PUEA、以及頻譜感知數據篡改攻擊SSDF共存的綜合、復雜的感知環境中，能夠同時降低甚至消除PUEA與SSDF的影響，使得整個感知網絡保持較好的感知性能。

本發明是對申請號為“201610755462.3”、發明名稱為“頻譜感知中一種多節點協作干擾及安全頻譜感知方法”的分案申請。

技術領域

本發明涉及頻譜感知技術，具體涉及一種多節點協作干擾及安全頻譜感知方法。

背景技術

在頻譜感知中,惡意用戶的存在嚴重影響到認知無線電系統的工作效率。這類惡意攻擊可以分為兩類：感知鏈路干擾，以及協作感知干擾。在對感知鏈路干擾的研究中，假冒主用戶攻擊(Primary User Emulation Attack，PUEA)是一種典型的干擾方式，其通過模擬主用戶(Primary User，PU)信號的特征，發送與PU信號相似的信號以迷惑附近的二級用戶(Secondary User，SU)。協作感知干擾以頻譜感知數據篡改攻擊(Spectrum SensingData Falsification，SSDF)為代表，其通過將篡改后的感知結果發送給數據融合中心(Fusion Center，FC)。這兩種攻擊者的存在最終都會使得FC對PU的狀態做出錯誤的判斷，從而擾亂感知網絡正常的運行，降低認知無線電網絡的工作效率。

在對惡意干擾的現有的研究中，大量的抗干擾模型只考慮單一類型惡意用戶的干擾，即感知鏈路干擾或者協作感知干擾。在這種單一干擾模型的假設下下，目前許多相應的抗干擾方法運作良好。然而，在一個實際的感知網絡中，攻擊者可以通過協作來實行干擾，實現自身利益的最大化，例如PUEA與SSDF這兩種類型的攻擊者可以通過相互協作，最大化干擾效率。在這樣的協作干擾模式下，現有的大量的抗干擾方法的性能將會大大降低，尤其是基于信任度的抗干擾算法。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對感知網絡中，攻擊者之間可以通過相互通信，實行協作干擾的情況，提出了一種多節點協作干擾，為進一步提高下一代動態頻譜接入的無線通信網絡的可靠性提供了更真實的仿真與驗證環境。并提出了針對協作干擾的安全頻譜感知方法。

從整體上來說：PUEA通過發射PUE信號(模擬主用戶信號)以迷惑誠實SU，使得被迷惑的SU發送不可靠的感知結果給FC，導致FC對PU的狀態做出錯誤的判定，最終使得感知網絡的整體性能下降。在感知網絡的整體性能下降的環境下，SSDF可以更好地進行攻擊，并且不易被感知網絡識別，從而隱藏自己。通過這樣的協作方式，在實現攻擊目的的同時，PUEA可以減少其攻擊時間，從而減小其被感知網絡檢測到的可能，SSDF在PUEA的幫助下也能更好地隱藏自己的身份，不被感知網絡識別。即本發明的一種多節點協作干擾方法，包括下列步驟：

步驟1：設置相互通信的第一攻擊端和第二攻擊端，其中第一攻擊端的攻擊方式為假冒主用戶攻擊PUEA，且第一攻擊端能對主用戶PU狀態進行感知；第二攻擊端的攻擊方式為頻譜感知數據篡改攻擊SSDF；

干擾初始階段，第二攻擊端向數據融合中心FC發送真實感知結果，接收FC的反饋結果并發送給第一攻擊端；

步驟2：第一攻擊端將對PU狀態的本地感知結果與接收的反饋結果進行比對，獲取感知網絡的當前感知環境，包括虛警概率P_f與檢測概率P_d；

步驟3：第一攻擊端基于當前感知環境選擇實現干擾目的最優干擾策略并通知第二攻擊端：