[發明專利]一種針對多智能體中存在不誠實節點的安全一致性方案

有效

• 申請號: 202110318692.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112989417B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 吳亞聯;趙嘉麒
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對多智能體中存在不誠實節點的安全一致性方案，其特征在于，包括：

(1)多智能體中的節點按照隱私和安全保護通信機制，對自身的初始狀態進行加密，與鄰居節點通信，進行自身狀態的更新，最后所有節點達到平均一致；其中隱私安全保護通信機制包括了以下步驟：

一對連接的節點(v₁；v₂)，其中，節點v₁和v₂的初始狀態分別為x₁和x₂；首先，可信任機構發送加權值a₁₂和a₂₁分別給節點v₁和v₂；接著，節點v₁將其加密的狀態ε₁(-x₁)以及公鑰k_p1發送給節點v₂；最后，節點v₂按照以下三個步驟計算得到加密的加權狀態差值ε₁(a₂₁(x₂-x₁))：

1)節點v₂用節點v₁的公鑰k_p1加密初始狀態x₂，k_p1:x₂→ε₁(x₂)；

2)節點v₂計算狀態差值:ε₁(x₂-x₁)＝ε₁(x₂+(-x₁))＝ε₁(x₂)ε₁(-x₁)；

3)節點v₂計算加權狀態差值:

節點v₂返回ε₁(a₂₁(x₂-x₁))給節點v₁；收到ε₁(a₂₁(x₂-x₁))后，節點v₁使用私鑰k_s1解密它，獲得加權狀態差值Δx₁₂:ε₁(a₂₁(x₂-x₁))→a₂₁(x₂-x₁)，Δx₁₂＝a₂₁(x₂-x₁)；

相應的以上述方式，節點v₂解密ε₂(a₁₂(x₁-x₂))獲得加權狀態差值Δx₂₁:ε₂(a₁₂(x₁-x₂))→a₁₂(x₁-x₂)，Δx₂₁＝a₁₂(x₁-x₂)；

每個節點獲得加權狀態差值后，會使用公式進行狀態更新；

(2)節點在通信過程中，對鄰居節點進行監控，從而約束和檢測不誠實節點；其中包括初始狀態檢測和一致性過程檢測；

其中，初始狀態檢測包括以下步驟：

根據當前情況合理設置一個相對環境區間，即：x_i(0)∈(α,β)，其中α，β為環境狀態變量，從而得到狀態差值范圍0＜|x_i(0)-x_j(0)|＜β-α；節點從鄰居節點處獲得加權狀態差值后，對加權狀態差值a_ij(x_i[0]-x_j[0])進行判斷；如果加權狀態差值滿足0＜a_ij|x_i(0)-x_j(0)|＜a_ij(β-α)，判斷其為正常節點，否則，判斷其為不誠實節點，對其進行標記，并上報可信任機構；

其中，一致性過程檢測包括以下步驟：

引入一種自適應閾值的檢測方法，來限制不誠實節點在一致性過程中隨機的注入錯誤的數據，確保所有參與節點每次迭代中的更新符合一致性過程；

在節點首次通信過程中，得到節點初始狀態與鄰居節點的狀態差值，每個節點按照公式得出初始閾值；接著，節點采用公式來更新閾值；每次迭代的過程中，節點v_i將自身節點狀態與鄰居節點v_j狀態的差值與做比較，如果則節點v_i認為節點v_j為不誠實節點，并將標記，上報可信任機構；

(3)不誠實節點確認：可信任機構接收到節點的上報后，如果存在節點v_j的半數鄰居節點共同標記節點v_j為不誠實節點，則確定節點v_j為不誠實節點，并將其隔離出網絡，不再參與一致性過程；而如果存在不超過半數鄰居對其標記為不誠實節點，則判定其可能存在問題，標記其為可疑節點，等待下次一致性過程中，重新對其進行判斷，仍有節點對其標記并上報，則判斷其為不誠實節點。