[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于數(shù)據(jù)切片的隱私保護(hù)路由協(xié)議

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210516498.1
• 申請(qǐng)日: 2022-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114980244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許峰;陳書(shū)航;劉振宇;劉京;倪茜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W40/10
• 分類(lèi)號(hào): H04W40/10;H04W40/32;H04W12/60;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李鑫

1.基于數(shù)據(jù)切片的隱私保護(hù)路協(xié)議，其特征在于：

(1)基站延用基于通信能量密度的改進(jìn)DPC-MND聚類(lèi)方案進(jìn)行聚類(lèi)，并選舉簇頭節(jié)點(diǎn)。在簇內(nèi)規(guī)劃路由階段劃分節(jié)點(diǎn)角色，為節(jié)點(diǎn)規(guī)劃出切片分發(fā)路由與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由。在簇間路由規(guī)劃階段延用基于基站反向規(guī)劃的樹(shù)形路由構(gòu)建方法，構(gòu)建簇間路由。

(2)基站將規(guī)劃好的信息廣播至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)按照規(guī)劃信息運(yùn)行，采集數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)將簇內(nèi)數(shù)據(jù)切片混合聚集至簇頭，采用超時(shí)重傳與滑動(dòng)窗口輔助隱私保護(hù)。

(3)簇頭將聚集結(jié)果沿著簇間規(guī)劃樹(shù)逐跳聚集至基站。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)據(jù)切片的隱私保護(hù)路協(xié)議，其特征在于，步驟(1)的具體過(guò)程如下：

(101)在簇內(nèi)按規(guī)則選取比例為α的節(jié)點(diǎn)作為非葉節(jié)點(diǎn)并承擔(dān)所有的重組融合任務(wù)、數(shù)據(jù)聚集任務(wù)以及小部分切片任務(wù)，非葉節(jié)點(diǎn)選取的評(píng)價(jià)模型如公式(1-1)，其中β+λ＝1，E_res代表剩余能量，D_toHead代表節(jié)點(diǎn)到簇頭的距離。剩余占比1-α的節(jié)點(diǎn)作為葉節(jié)點(diǎn)并承擔(dān)大部分切片任務(wù)。

(102)葉子節(jié)點(diǎn)根據(jù)以下評(píng)價(jià)模型選取非葉節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)路由與切片分發(fā)路由：

其中D_toHead代表候選中繼節(jié)點(diǎn)與簇頭間距,D_toNode則代表中繼節(jié)點(diǎn)與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)間距，候選非葉節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)值越高，說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)所處的位置越適合作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與簇頭通信的中繼。本協(xié)議選取rank_route評(píng)價(jià)值最高的三個(gè)節(jié)點(diǎn)作為葉子節(jié)點(diǎn)的切片分發(fā)路由，用于后續(xù)簇內(nèi)數(shù)據(jù)聚集時(shí)的切片隱私保護(hù)，并將評(píng)價(jià)值最高的節(jié)點(diǎn)作為該葉子節(jié)點(diǎn)與簇頭正常通信時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)路由節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)據(jù)切片的隱私保護(hù)路協(xié)議，其特征在于，在步驟(2)的具體過(guò)程如下：

(201)SBP協(xié)議數(shù)據(jù)切片超時(shí)重傳機(jī)制具體實(shí)施方式為：

(1)對(duì)于簇中簇頭節(jié)點(diǎn)以及所有非葉節(jié)點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前輪次路由規(guī)劃結(jié)果維護(hù)一個(gè)切片源節(jié)點(diǎn)列表，用于動(dòng)態(tài)記錄當(dāng)前輪次需要給自己發(fā)送切片的節(jié)點(diǎn)；

(2)在切片分發(fā)階段結(jié)束后，節(jié)點(diǎn)將收到的所有切片與切片源列表進(jìn)行匹配，找出未成功發(fā)送切片的源節(jié)點(diǎn)，并發(fā)送重傳請(qǐng)求；

(3)收到重傳請(qǐng)求后的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)請(qǐng)求路徑將相關(guān)切片重新發(fā)送；

(4)簇頭與非葉節(jié)點(diǎn)等待一定間隙后，將最終仍缺失數(shù)據(jù)切片的源節(jié)點(diǎn)信息沿轉(zhuǎn)發(fā)路由匯總至基站。

(202)SBP協(xié)議時(shí)間滑動(dòng)窗口機(jī)制具體實(shí)施方式為：構(gòu)建一個(gè)由基站維護(hù)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的時(shí)間滑動(dòng)窗口，q₁,q₂,…q_n表示節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)每輪上報(bào)至基站的潛在攻擊節(jié)點(diǎn)列表,t₁,t₂,…t_L為L(zhǎng)大小的記錄窗口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)據(jù)切片的隱私保護(hù)路協(xié)議，其特征在于，在步驟(3)的具體過(guò)程如下：

(301)對(duì)于非葉節(jié)點(diǎn)N_j其數(shù)據(jù)融合的公式如(3-1)所示，其中d_ij為其他節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送的數(shù)據(jù)切片，當(dāng)節(jié)點(diǎn)N_i不為N_j的切片源節(jié)點(diǎn)時(shí),d_ij＝0。

(302)對(duì)于簇頭節(jié)點(diǎn)Head，其數(shù)據(jù)融合的公式如(3-2)所示，其中d_ih為其他節(jié)點(diǎn)向簇頭發(fā)送的數(shù)據(jù)切片，當(dāng)節(jié)點(diǎn)N_i為葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，d_ih＝0。

(303)簇內(nèi)數(shù)據(jù)聚集為兩兩節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)值相加，葉子節(jié)點(diǎn)不承擔(dān)數(shù)據(jù)聚集任務(wù)，非葉節(jié)點(diǎn)則需要將接收到的切片和自身保留的1片切片進(jìn)行SUM融合，簇頭Head節(jié)點(diǎn)則需要其所接收到的數(shù)據(jù)全部SUM融合。