[发明专利]Ad hoc 网络中基于多径路由和信任机制的虫洞攻击抵御方法

摘要

本发明Ad hoc网络中基于多径路由和信任机制的虫洞攻击抵御方法属于信息安全的技术领域。它有三大步骤，步骤一：建立到达目的节点的多条路径；步骤二：节点每一个邻居节点信任值的计算；步骤三：按信任值大小概率路由选择。安全问题是影响Ad hoc网络应用和普及的关键要素，由于本发明不需要附加的设备如定向天线、GPS、特殊射频和超声波器件等，不需要精确的时间信息和节点的位置信息，不需要过于严格的假设如特殊守卫节点和攻击节点必须丢包等，所以，它具有优越的通用性；由于对丢包采取了惩罚机制，所以本方法还可以抵抗黑洞攻击和灰洞攻击。本发明在信息安全技术领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

主权项

1.Ad hoc网络中基于多径路由和信任机制的虫洞攻击抵御方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：步骤一：建立到达目的节点的多条路径对一个节点N来说多径是指不同的路径经过不同的下一跳邻居节点，一个邻居节点如果有多条路径到达目的节点，节点N把这些路径计算成一条；步骤二：节点每一个邻居节点信任值的计算我们对信任值的计算依据慢速增加快速减少的原则；对疑似虫洞节点则加速信任值的递减；算法不采用其他节点间接的推荐值以防止谎言欺骗；计算算法只和局部邻居相关，具有分布式的特点；节点N对每一个邻居节点维护一个信任值，对于可能是虫洞节点或属于可能有虫洞攻击的路径的邻居节点的信任值计算特别处理，以降低其信任值；节点N发送或转发包时，按多条路径中邻居节点信任值的大小计算概率来选择路径，信任值越大选中概率越大；如果多条路径之间即路径最小长度和次小长度的长度差距不大，如果存在虫洞攻击，由于采用多径路由，经过虫洞的流量不大，虫洞攻击目的无法达到；节点N_i对其邻居节点N_j的信任值C_ij的计算公式为其中，公式和下文中符号的含义如下所示：C_ij 节点N_i对其邻居节点N_j的信任值，初值为0.5S_ij 节点N_j对其邻居节点N_i包转发成功次数，初值为1F_ij 节点N_j对其邻居节点N_i包转发失败次数，初值为1P_ij 节点N_i沿第j条路由转发包的概率α₁，α₂ 信任值计算调节因子γ₁，γ₂ 虫洞节点信任值计算调节因子T_d 路由长度差异异常临界值T_p 信任异常临界值S_ij和F_ij的计算方法如下：(a)对一条广播消息，若N_j成功转发，则S_ij＝α₁S_ij+1，F_ij＝α₂F_ij，若转发失败，则S_ij＝α₁S_ij，F_ij＝α₂F_ij+1；(b)对一条单播消息，设到达目的地址的下一跳不同路由有m条(m≤k)，L_j为下一跳是N_j的路由的长度，m个L_j的最小值和次小值差异为d，如果d＜T_d，长度越小信任值越大，若N_j转发成功，则Sij=Σl=1mLlmLjα1Sij+1,]]>Fij=Σl=1mLlmLjα2Fij,]]>若转发失败，则Sij=Σl=1mLlmLjα1Sij,]]>Fij=Σl=1mLlmLjα2Fij+1;]]>如果d≥T_d，长度越小信任值越小，若N_j转发成功，则Sij=γ1mLjΣl=1mLlα1Sij+1,]]>Fij=γ2mLjΣl=1mLlα2Fij,]]>若转发失败，则Sij=γ1mLjΣl=1mLlα1Sij,]]>Fij=γ2mLjΣl=1mLlα2Fij+1;]]>其中0＜α₁，α₂＜1，α₁＜α₂，说明信任值增加的速度比减小的速度慢，α₁，α₂是调节因子，值变化信任值随之变化，，γ₁＝m，L_j的最小值等于2或3且d≥T_d时附近有虫洞的可能性大，加速信任值的减小速度；步骤三：按信任值大小概率路由选择节点N发送或转发包时，按多条路径中邻居节点信任值的大小计算概率来选择路径，信任值越大选中概率越大；设节点N_i收到一条单播消息，其到达目的地址的下一跳不同路由有m条(m≤k)，则每条路由信任值为C_ij，则消息沿第j条路由转发的概率为Pij=CijΣj=1mCij.]]>