[發明專利]水聲傳感網中基于沖突裁決的信任管理方法

有效

• 申請號: 202111134495.3
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113747444B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 江金芳;華善善;韓光潔
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04W12/60
• 分類號: H04W12/60;H04W84/18;H04B13/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 丁燕華

1.水聲傳感網中基于沖突裁決的信任管理方法，其特征包括以下步驟：

(1)信任證據收集

基于滑動窗口存儲信任值，每個滑動窗口包含s個時隙，其中時隙數量s根據節點的存儲能力以及數據到達率進行設定；滑動窗口沿著時間軸向前滑動，增加一個時隙，同時丟棄最舊的時隙；在每個時隙中記錄用于信任計算的信任證據，為交付率信任、延遲信任和能耗信任；并在每個時隙中記錄信道信息，接收信號強度、信噪比以及節點移動距離；

(2)基于囚徒困境的激勵機制

在信任推薦過程中，只有信任值大于閾值的鄰居節點參與推薦過程，信任值取值區間設置為[0,1]，閾值設置為0.5；將可以參與推薦過程的鄰居節點數表示為n，并將這n個鄰居節點稱之為推薦節點；為了保證至少有k個推薦節點參與信任推薦過程，將n個推薦節點上傳推薦信息的過程描述為囚徒困境；權衡信任評估結果的準確性以及推薦過程的能耗以決定k的值，1≤k≤n，k的取值需滿足目標

(3)基于節點可靠性和數據可靠性的信任決策

根據推薦節點與目標節點交互歷史的時頻特征，以及對不同信任證據的偏好，定義推薦節點的節點可靠性；根據記錄的信道信息，基于灰色理論定義推薦信息的數據可靠性，基于節點可靠性和數據可靠性完成信任決策；

所述步驟(1)中交付率信任、延遲信任、能耗信任的具體設定方法為：

所述交付率信任使用交互失敗次數、交互成功次數進行描述：

α＝s+1β＝f+1，s表示交互成功次數，f表示交互失敗次數；η表示懲罰因子，用于懲罰發起通斷攻擊的攻擊者；η的計算方式如下：

所述延遲信任與節點間距離有關：

其中，delay_time_i表示第i個數據包的實際傳輸延遲，distance_i表示在第i個數據包發送時，傳輸節點和發送節點之間的距離；

所述能耗信任為：

其中表示接收節點的消耗能量，E為接收節點的初始能量；

所述步驟(3)中，節點可靠性的具體設定方法如下：

(5.1)假設k個不同推薦節點關于不同信任證據的偏好向量為{P_i¹,P_i²,...,P_i^m}i∈{1,2,...,k}；表示第i個節點對第m個信任證據的偏好；定義節點的偏好相似性如下：

其中，

(5.2)根據推薦節點與目標節點的交互歷史的時頻特征，定義節點的時間置信度如下：

其中c_t表示第t個時隙中發送的數據包數量，T表示兩節點間有交互的時隙總數；C_t表示理論上在一個時隙中可以發送的最多的數據包數量，E(c_t)計算方式如下：

E(c_t)＝-plog(p)-(1-p)log(1-p)

在p＝0.5時取得最大值，將(0,C_t]映射到區間(0,0.5]；

(5.3)根據所述的偏好相似性和時間置信度，定義推薦節點的可靠性度量參數，節點可靠性如下：

node_reliability_i＝w₁PS_i+w₂TC_i

其中w₁和w₂表示權重，w₁+w₂＝1；

所述步驟(3)中，數據可靠性的具體設定步驟如下：

假設推薦節點通過滑動窗口獲取的接收信號強度RSSI，信噪比、平均節點移動性表示如下：選出最優參考序列和最差序列分別表示如下

(6.1)將比較序列與參考序列進行灰色關聯分析，得出灰色關聯系數；的分析方法如下：

的分析方法與相同；ρ∈[0,1],表示分辨系數，用于調節輸出結果的差距大小；

(6.2)根據灰色關聯系數，得出k條信任推薦信息對應的k個比較序列的灰色關聯度

其中v₁、v₂、v₃表示權重，v₁+v₂+v₃＝1；

(6.3)使用最小二乘法，得出k個比較序列的的數據可靠性