[发明专利]一种隐匿通信关键节点的管理查询系统及方法

权利要求书

1.一种隐匿通信关键节点的管理查询方法，其特征在于，所述隐匿通信关键节点的管理查询方法包括以下步骤：

第一步，用户终端注册，关键节点集管理查询服务器分发密钥；

第二步，关键节点集数据初始化，用户集管理模块初始化；

第三步，关键节点集异常点检测，关键节点集动态维护，用户终端产生服务查询请求；

第四步，用户终端发送服务查询请求给关键节点集管理查询服务器，关键节点集管理查询服务器验证请求并提供查询服务；

第五步，关键节点集管理查询服务器发送结果给用户终端，用户终端验证查询信息，用户终端获取查询信息；

所述隐匿通信关键节点的管理查询方法的所述隐匿通信关键节点的关键节点集数据初始化具体包括：

1)关键节点集管理查询服务器获取当前网络关键节点的最新参数信息；

2)数据存储模块存储关键节点集内各关键节点加入时所标识的带宽初始值；

3)关键节点集管理查询服务器将关键节点按照可用带宽大小进行降序排列；

4)关键节点集管理查询服务器将关键节点k_n的带宽与关键节点集带宽阈值BW_threshold进行比对，计算其中表示待增加的关键节点集带宽，其初始值为0；如果则将关键节点g_n加入到关键节点集Set_i，生成独立身份标识Set_identity，同时将置0；如果则按序选择下一个关键节点，当满足关键节点集带宽阈值标准时，将所选的数个关键节点加入到关键节点集，生成独立身份标识Set_identity，同时将置0；

5)循环4)，直至无关键节点可用或剩余关键节点可用带宽无法满足关键节点集带宽阈值；

6)关键节点集管理查询服务器将关键节点集与用户终端按照满二叉树的结构进行存储，关键节点集存储于树状结构的中间层，且必须覆盖所有叶子节点，叶子节点到根节点的所有路径中必须经过一个关键节点集；关键节点集采用随机分配的方式选择结点存储位置；关键节点加入关键节点集后除非关键节点集被删除否则不再更换关键节点集；

所述隐匿通信关键节点的管理查询方法的用户集管理模块初始化包括：

1)用户集管理模块获取生成的关键节点集数量；

2)用户集管理模块生成相应数量的用户集User_set_i，为每个用户集随机生成独立身份标识User_identity；

3)用户集管理模块构建用户集与关键节点集的随机映射关系，表示为f：

4)用户集管理模块将用户随机分配至用户集；

5)用户集管理模块更新用户集用户容量；

6)用户集管理模块检索每个用户集中用户最后一次登录时间，如果距当前时间超过三个月，则将该用户从用户集中删除，当该用户再次使用时重新为其分配用户集；

7)用户集管理模块更新用户集用户容量；

8)用户集管理模块计算用户集平均用户容量，根据用户集平均用户容量，计算各用户集与平均用户容量的倍率；表示为其中Rate_i表示为用户集User_set_i与平均用户容量之间的倍率，表示用户集的总用户量，Sum_averal表示用户集平均用户容量；如果Rate_i≥0.8，则将用户集User_set_i划分至选择权重为0.2的用户集组中，反之则将其划分至选择权重为0.8的用户集组中；

9)用户集管理模块采用基于权重的随机分配方式，为新用户计算分配用户集；

所述隐匿通信关键节点的管理查询方法的关键节点集异常点检测包括：

1)关键节点集管理查询服务器获取关键节点相关状态参数信息；

2)关键节点集管理查询服务器更新带宽异常节点名单，移除其中限制期解除的异常节点；

3)关键节点集管理查询服务器比对带宽异常结点名单，移除名单内的关键节点；

4)数据存储模块根据关键节点带宽降序存储其相关信息；

5)关键节点集管理查询服务器计算关键节点集内各关键节点带宽变化率，表示为：其中ΔBW表示关键节点带宽变化率，BW_new表示当前共识文档所标明的关键节点带宽，BW_original表示该关键节点加入关键节点集时的初始带宽；

6)从数据存储模块提取关键节点集各关键节点带宽变化率，若则将关键节点K_i认定为疑似恶意节点，将其加入带宽异常节点名单并将其从关键节点集中移除；

7)被加入带宽异常节点名单的关键节点将被移除关键节点标识，3个月内不再对其拒绝其关键节点标识申请，在此期间该关键节点仅作为中继节点使用；

所述隐匿通信关键节点的管理查询方法的关键节点集动态维护包括：

1)关键节点集管理查询服务器对当前关键节点集可用带宽BW_i进行检测，当BW_i≤0.6BW_threshold，开始对该关键节点集Set_i补充带宽；

2)关键节点集管理查询服务器计算待补充关键节点集内关键节点的平均带宽

3)关键节点集管理查询服务器从数据存储模块获取备用关键节点名单，根据备用关键节点带宽对其进行降序排序；

4)关键节点集管理查询服务器根据平均带宽计算符合性能相似要求的备用关键节点，筛选指标表示为选取满足条件的备用关键节点，依次加入Set_i；

5)补充后若则修补结束；

6)若且无可用备用关键节点，则删除关键节点集Set_i；

所述若且无可用备用关键节点，则删除关键节点集Set_i包括：

1)如果被删除关键节点集在树状存储结构中的兄弟节点也是一个关键节点集，则将此兄弟节点填充至父节点；如果被删除关键节点集在树状存储结构中的兄弟节点不是一个关键节点集，寻找具有共同祖先的最低层关键节点集，并使用创建时间最新的关键节点集替换已删除的关键节点集；

2)将被删除的关键节点集所对应的用户集映射关系改为其存储位置中的兄弟节点集或替代节点集；

3)将删除的关键节点集所包含的关键节点加入备用关键节点名单，使用K-means聚类算法对其进行聚类；

3.1)检索备用关键节点名单，随机选择k个备用关键节点的带宽值作为初始质心，记BW_k，1≤k≤8，创建8个数据分组，记为

3.2)遍历列表，计算关键节点带宽值距离质心的平方欧式距离，表示为：D_k＝(BW_i-BW_k)²，其中D_k表示关键节点与第k个质心的平方欧式距离，BW_i表示关键节点g_i的带宽，BW_k表示第k个质心的带宽值，选择计算出最小平方欧氏距离的质心，将关键节点加入该质心所对应的分组；

3.3)计算各分组的带宽平均值，表示为将各组的平均值作为新的质心，表示为并重新计算平方欧式距离并分组；

3.4)判断再次分组后质心值是否变化，如果未变化则分组结束，如果变化则继续分组；

4)分别计算各聚类结果带宽总和，表示为：其中为第k个聚类的带宽总和，为单个备用关键节点的带宽；

5)如果则生成新的关键节点集；如果则继续检测直到所有聚类结果均已检测完毕。