[发明专利]一种基于节点动态信任的机会路由传输方法

说明书

本发明提供了一种基于节点动态信任的机会路由传输方法，通过对网络通信过程中节点的行为进行监测，判断网络节点是否可信，在候选集节点选取过程中，在原有水声传感器网络机会路由协议选取准则的基础上，考虑候选集节点是否为可信节点。以此保障网络路由的安全性，恶意节点存在的网络依然可以进行正常数据传输，维持网络的鲁棒性。本发明在正常的路由操作及数据传输过程中，通过广播信任探针包实时更新节点的信任值，并将节点是否可信作为候选集节点选取指标，可以消除欺骗性恶意节点对网络的影响，而且对于网络节点而言，额外开销的增加并不明显。同时，有效缓解了联合攻击情况下，恶意节点对水声传感器网络性能影响，同时保障网络正常的数据传输。

技术领域

本发明涉及水声传感器网络技术领域，特别是一种通过节点行为监测和路径选择来识别隔离恶意节点的水声传感器网络安全路由传输方法。

背景技术

水声传感器网络是无线传感器网络的一个典型应用，作为海洋环境中的一个理想媒介，能够大范围、实时的监测目标海域，在海洋资源勘测、海洋环境监测和海域安全保证等领域拥有广阔的应用前景。

目前，水声传感器网络应用广泛的机会路由协议利用广播通信特性，有效提高了恶劣海洋环境下水声传感器网络的端到端数据包投递成功率。然而，机会路由候选集节点选取机制采取的机会性选取，为下一跳中继节点选取增加了不确定性，同时，水声传感器网络中节点定位模糊，而水声传感器网络机会路由协议设计过程中，并没有管理机制来验证节点实际上是否处于它所声称的位置。这些问题为恶意节点在水声传感器网络中实施位置欺骗攻击创造了机会。

现有水声传感器网络机会路由协议的研究均假设网络中所有节点可以信任，并没有考虑到网络内部节点的安全性和自私性。DBR协议网络节点根据自身的深度和前一个发送者的深度判断自身是否成为候选集节点，未考虑发送者是否可信。VBF协议网络节点通过测量它与中继节点的距离和信号的到达角计算它们的相对位置，通过比较与源节点目的节点路由向量的距离，判断自身是否可以成为候选集节点，也默认网络中所有节点都是可信的。VARP协议浮标节点将自己的深度，跳数，序列号和数据转发方向嵌入到信标中广播给邻居传感器节点，接收信标的节点设置更新完自己的状态后，会将跳数加1，并把自己的信息嵌入到信标中，将此信标广播给邻居节点，网络节点彼此之间认为是可信安全的。

从上述研究可以看出，现有水声传感器网络机会路由协议在设计运行过程中，大都未考虑节点是否可信。但在实际网路中，恶意节点进行攻击时可通过伪装成合法节点攻击网络，而且正常网络节点在资源不足时，也可能做出一些自私行为，只接受服务而拒绝服务，甚至于丢弃接收到的数据包，网络存在严重安全威胁。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于节点动态信任的机会路由传输方法。为了保证己方水声传感器网络在节点失效或者遭受未知攻击情况下的基本通信传输功能，提高己方水声传感器网络的抗毁能力，提出了一种基于节点动态信任的水声传感器网络机会路由协议。本发明通过对网络通信过程中节点的行为进行监测，判断网络节点是否可信。在候选集节点选取过程中，在原有水声传感器网络机会路由协议选取准则的基础上，考虑候选集节点是否为可信节点。以此保障网络路由的安全性，恶意节点存在的网络依然可以进行正常数据传输，维持网络的鲁棒性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的步骤如下：

第一步：网络节点信任评估；

节点的信任评估通过监测和评估邻居节点在网络通信过程中的行为建立或更新信任值，节点信任评估涉及信任值初始化、行为监测、节点综合信任值、恶意节点管理四部分；

(1)信任值初始化

初始化网络，初始状态假设所有节点都是可信的，设置所有节点初始信任值为λ；

(2)行为监测