[发明专利]一种基于数字水印与能量均衡的无线传感器网络路由方法

说明书

本发明公开了一种基于数字水印与能量均衡的无线传感器网络路由方法，主要解决现有方法未能充分考虑网络节点能量均衡以及未能有效实现数据安全传输的缺陷。该方法首先生成水印并将其嵌入到待传输的数据包中，然后在综合考虑距离、安全度与剩余能量的基础上，引入节点质量评估度进行下一跳节点的优化选择，随后，通过对接收数据包中水印的检测判断该数据包是否在传输过程中遭受篡改，并自适应地调整节点安全度，最终实现无线传感器网络中数据的安全有效传输。本发明提高了无线传感器网络的网络寿命，更好地实现了下一跳节点的优化选择，具有节点能量均衡以及数据安全认证的优点，整体性能优于同类方法，可用于无线传感器网络的路由选择。

技术领域

本发明属于无线传感器网络安全技术领域，尤其涉及一种基于数字水印与能量均衡的无线传感器网络路由方法。

背景技术

无线传感器网络由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内的监测信息。无线传感器网络在环境监测、医疗护理、军事和抢险救灾等领域中具有广泛应用。由于传感器节点普遍采用电池供电，节点能耗的均衡性成为影响网络寿命的主要因素。同时，由于网络攻击者的蓄意破坏，无线传感器网络数据传输的准确性和安全性至关重要。因此，如何在保证数据传输安全性的基础上均衡节点能耗、延长无线传感器网络的生命周期，是无线传感器网络路由方法面临的挑战性问题，引起了研究者们的广泛关注。BradKarp等人在“GPSR:Greedy Perimeter StatelessRouting for Wireless Networks”(《Proceedings of the 6th Annual InternationalConference onMobile Computing andNetworking》2000，243-254)中提出了一种名为GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)的路由算法，该方法基于网络节点间距离利用贪婪算法与右手定则实现路由选择。该方法存在的不足之处是：由于该方法只将网络节点间的距离作为选择下一跳节点的判定因素，难以充分利用网络中的节点能量。湖南科技大学申请的专利“无线传感器网络中基于校验码的数据可靠性保护方法”(申请号：201510432030.4，申请公开号：CN 105072618A)中公开了一种无线传感器网络中基于校验码的数据可靠性保护方法。该方法利用数字水印技术，通过对比信任度阈值来判断数据可靠性。该方法存在的不足之处是：当检测到数据包被篡改时，仅通过对比信任度阈值来决定接收或丢弃数据包，未能对数据包传输路径的安全性进行标定，因此该方法不能有效保护数据传输的安全性。

综上所述，上述路由方法未能充分考虑无线传感器网络中节点能量均衡，未能有效实现无线传感器网络数据安全传输。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种基于数字水印与能量均衡的无线传感器网络路由方法，在综合考虑距离、安全度、剩余能量的基础上，引入节点质量评估度进行下一跳节点的最优选择，旨在解决现有无线传感器网络路由算法存在的未能充分考虑网络节点能量均衡以及未能有效实现数据安全传输的问题。实现本发明目的的具体思路是，首先生成水印并将其嵌入到待传输的数据包中，然后在综合考虑距离、安全度与剩余能量的基础上，引入节点质量评估度进行下一跳节点的优化选择，随后，通过对接收数据包中水印的检测判断该数据包是否在传输过程中遭受篡改，并自适应地调整节点安全度，最终实现无线传感器网络中数据的安全有效传输。

进一步，所述的一种基于数字水印与能量均衡的无线传感器网络路由方法包括以下步骤：