[发明专利]基于骨干节点安全角色层级化的无线传感网安全模型

摘要

本发明提供了一种基于骨干节点安全角色层级化的无线传感网安全模型，属于无线传感网安全技术领域。本发明用支配集原理分布的管理节点将大规模部署的无线传感网节点划分成若干个局域子网，再对子网细分成簇；由汇聚节点、子网管理节点和簇头构成的层次化骨干节点负责安全管理和网络维护，监视所管理节点的行为，并对其信誉进行评估和维护；管理节点的遴选基于信誉值和剩余能量等因子加权。本发明不仅可以提高无线传感网的安全性还具有降低网络能耗的特点。

主权项

1.基于骨干节点安全角色层级化的无线传感网安全模型，其特征在于：具体包括以下步骤：S1：采用极小支配集算法选举管理节点，管理节点融合和管理网络中节点的信誉值，节点间距离以及剩余能量信息，维护网络安全；S2：以管理节点为中心，将整个网络划分为不同的子网，再将子网细分成簇，选取普通节点加入最近的簇，最终形成汇聚节点，管理节点，簇头节点和普通节点组成的安全角色层级化节点结构；S3：统计相邻节点通信行为，根据节点正常和异常的通信行为次数，利用Bayes评估方法计算相邻节点信誉值，并上传至管理节点；S4：节点信誉值由管理节点存储和更新，当管理节点轮换以后，管理节点所存储的信誉值作为历史信誉值上传至新的管理节点管理和保存；S5：当前信誉值和历史信誉值分别按照不同的权重计算入新的信誉值当中，若节点信誉值低于信誉阈值R_threshold，则退出网络；S6：将节点剩余能量ER，节点之间的距离dij和节点信誉值Ri作为影响管理节点选举的因素引入通信权值W；当节点的剩余能量ER越大，信誉值越高，其通信权值越高，而距离越远节点的通信权值越低；若节点vi和vj的通信权值之和满足；(Wi+Wj)>W_manage其中，W_manage表示管理节点的选举通信权值，Wi和Wj分别为节点vi和vj的通信权值，i,j＝1,2,3,…,n，n是当前节点所在区域子网内的所有节点数量，则vi和vj可以连通，根据最小支配集算法重新选出管理节点集Vmanage；S7：判断条件，ER_manage>0.618ER_average其中，ER_manage表示管理节点的剩余能量，ER_average表示子网内节点平均剩余能量；若成立，则执行步骤S5，若不成立，则执行步骤S6；判断管理节点信誉值是否低于信誉阈值R_threshold，若是则执行步骤S6；判断普通节点信誉值是否低于信誉阈值R_threshold，若是则从网络中剔除该普通节点。