一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，首先，依據(jù)現(xiàn)有的幻影路由策略創(chuàng)建幻影節(jié)點(diǎn)P；接著，按照設(shè)定的跳數(shù)Φ，以幻影節(jié)點(diǎn)P創(chuàng)建由PA和PT形成的第一個(gè)分支路由；然后，以中間節(jié)點(diǎn)A創(chuàng)建主樹干路由路徑；最后，以主樹干路由路徑上的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建干擾分支路徑。該方法在網(wǎng)絡(luò)能量消耗大的區(qū)域僅創(chuàng)建主樹干路徑，不增加能量空洞區(qū)域的能量消耗，從而不降低網(wǎng)絡(luò)壽命，充分利用遠(yuǎn)離Sink區(qū)域節(jié)點(diǎn)的多余能量，在能量充足的區(qū)域創(chuàng)建盡可能多的干擾分支路徑?；谌哂喔蓴_路由路徑的新穎樹路由策略能夠達(dá)到非常高的源節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)能力，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到能量均衡，并使網(wǎng)絡(luò)壽命達(dá)到最大化。
【專利說明】一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測信息，并報(bào)告給用戶。任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)N偵測到信息就會(huì)向距離基站(Sink)最近的鄰居節(jié)點(diǎn)A發(fā)送監(jiān)測信息，A重復(fù)節(jié)點(diǎn)N的動(dòng)作直到信號(hào)最終被基站接收?；谠撨^程的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)存在安全性和能量空洞及路由機(jī)制與協(xié)議的有效性問題。
[0003]第一，在安全性方面?；诨糜奥酚傻难芯恐?，很少有關(guān)于幻像節(jié)點(diǎn)保護(hù)的措施，如果幻像節(jié)點(diǎn)安全性不高，幻影節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過最短路由策略將數(shù)據(jù)發(fā)送到Sink，那么將會(huì)導(dǎo)致攻擊者(adversaries)可以通過尋回方法找到幻影節(jié)點(diǎn)，而有研究表明攻擊者尋回到幻影節(jié)點(diǎn)后，仍然有相當(dāng)高的可能尋回到源節(jié)點(diǎn)，從而使真實(shí)的源節(jié)點(diǎn)安全性受到一定的威脅。
[0004]第二，在網(wǎng)絡(luò)壽命方面。大多數(shù)研究往往考慮隱私保護(hù)協(xié)議本身的能量消耗最小化，以使網(wǎng)絡(luò)壽命最大化。但在很多研究中，安全性與能量消耗是矛盾的。往往為了安全性的考慮，產(chǎn)生更多的干擾路徑，這就意味著網(wǎng)絡(luò)需要付出額外的能量消耗，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)壽命急劇下降從而影響網(wǎng)絡(luò)壽命，其能量消耗不會(huì)好于簡單的不考慮隱私保護(hù)的路由協(xié)議；其次，能量消耗與網(wǎng)絡(luò)壽命往往并不存在直接的相關(guān)關(guān)系。因此，需要具體的對(duì)待網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域的能量消耗，協(xié)議在不同區(qū)域的能量消耗情況才能更好的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能量消耗與網(wǎng)絡(luò)壽命的關(guān)系。
[0005]第三，路由機(jī)制與協(xié)議的有效性方面。建立虛假源是一種較好的隱私保護(hù)方法(相當(dāng)于本發(fā)明中的干擾分支路由)，但在目前的研究中建立虛假源與真實(shí)源節(jié)點(diǎn)之間的同步機(jī)制是一件非常困難的事情。因?yàn)檎鎸?shí)源節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是事件觸發(fā)的，而假源節(jié)點(diǎn)要求盡可能的遠(yuǎn)離真源節(jié)點(diǎn)，由于傳感器節(jié)點(diǎn)的通信能力非常有限，傳播時(shí)延非常大。因而如何使真源節(jié)點(diǎn)在有數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，通知假源節(jié)點(diǎn)也同步發(fā)送假數(shù)據(jù)目前是一件非常困難的事情，而不同步的虛假源往往更容易暴露真實(shí)的源節(jié)點(diǎn)。此外，虛假源的能量消耗較大的問題也一直是虛假源策略難以運(yùn)用的另一個(gè)最大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種適應(yīng)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，通過建立一個(gè)樹形的路由協(xié)議，從而保護(hù)源節(jié)點(diǎn)的位置的同時(shí)是網(wǎng)絡(luò)整體壽命最大化。
[0007]—種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，首先，依據(jù)現(xiàn)有的幻影路由策略創(chuàng)建幻影節(jié)點(diǎn)P ;接著，按照設(shè)定的跳數(shù)Φ，以幻影節(jié)點(diǎn)P創(chuàng)建由PA和PT形成的第一個(gè)分支路由，其中，A為中間節(jié)點(diǎn)，T為網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)，Φ > 2 ;然后，以中間節(jié)點(diǎn)A為發(fā)起節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建到達(dá)基站并反向達(dá)到網(wǎng)絡(luò)邊界的主樹干路由路徑；最后，以主樹干路由路徑上的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建干擾分支路徑。
[0008]所述干擾分支路徑創(chuàng)建于基站的一跳范圍外。
[0009]所述位于主樹干路由路徑上第i環(huán)的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的干擾分支路徑條數(shù)h需滿足如
下的關(guān)系:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，首先，依據(jù)現(xiàn)有的幻影路由策略創(chuàng)建幻影節(jié)點(diǎn)P ;接著，按照設(shè)定的跳數(shù)Φ，以幻影節(jié)點(diǎn)P創(chuàng)建由PA和PT形成的第一個(gè)分支路由，其中，A為中間節(jié)點(diǎn)，T為網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)，Φ ^ 2 ;然后，以中間節(jié)點(diǎn)A為發(fā)起節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建到達(dá)基站并反向達(dá)到網(wǎng)絡(luò)邊界的主樹干路由路徑；最后，以主樹干路由路徑上的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建干擾分支路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，所述干擾分支路徑創(chuàng)建于基站的一跳范圍外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，所述位于主樹干路由路徑上第i環(huán)的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的干擾分支路徑條數(shù)h需滿足如下的關(guān)系:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，所述按照設(shè)定的跳數(shù)Φ，以幻影節(jié)點(diǎn)P創(chuàng)建由PA和PT形成的第一個(gè)分支路由的具體過程如下: 1)PA創(chuàng)建 幻影節(jié)點(diǎn)P依據(jù)左手規(guī)則從最左邊選擇離基站最近的節(jié)點(diǎn)X，節(jié)點(diǎn)X依據(jù)左手規(guī)則從最左邊選擇與節(jié)點(diǎn)X距離基站相同跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)Y，節(jié)點(diǎn)Z再依據(jù)左手規(guī)則從最左邊選擇離基站最近的節(jié)點(diǎn)，即輪流依據(jù)左手規(guī)則選擇距離基站最近和相同跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)，直到傳播的距離達(dá)到設(shè)定的跳數(shù)Φ時(shí)，以當(dāng)前節(jié)點(diǎn)A作為中間節(jié)點(diǎn)，形成第一個(gè)分支路由的一部分PA; 2)PT創(chuàng)建 幻影節(jié)點(diǎn)P依據(jù)右手規(guī)則，向最右節(jié)點(diǎn)S發(fā)送一個(gè)“請(qǐng)求偽數(shù)據(jù)包”的發(fā)送請(qǐng)求包，其中，請(qǐng)求包中包含偽數(shù)據(jù)包發(fā)送的頻率，表示請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)S定時(shí)向幻影節(jié)點(diǎn)P發(fā)送偽數(shù)據(jù)包；然后，節(jié)點(diǎn)S依據(jù)右手規(guī)則向最右節(jié)點(diǎn)T請(qǐng)求發(fā)送偽數(shù)據(jù)包，然后，節(jié)點(diǎn)T向節(jié)點(diǎn)S發(fā)送偽數(shù)據(jù)包，一直到網(wǎng)絡(luò)邊界，以在網(wǎng)絡(luò)邊界上找到的節(jié)點(diǎn)T與幻影節(jié)點(diǎn)P之間形成第一個(gè)分支路由的另一部分PT。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，所述以中間節(jié)點(diǎn)A為發(fā)起節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建到達(dá)基站并反向達(dá)到網(wǎng)絡(luò)邊界的主樹干路由路徑過程如下: 1)中間節(jié)點(diǎn)A向基站的路由方向創(chuàng)建:中間節(jié)點(diǎn)A每次選擇離基站最近的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，直到將數(shù)據(jù)包發(fā)送到基站； 2)中間節(jié)點(diǎn)A向與基站相反的路由方向創(chuàng)建: 中間節(jié)點(diǎn)選擇離基站最遠(yuǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，并發(fā)送“請(qǐng)求偽數(shù)據(jù)包”請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn)B收到請(qǐng)求后，按請(qǐng)求給出的頻率產(chǎn)生偽數(shù)據(jù)包發(fā)送給中間節(jié)點(diǎn)A ;節(jié)點(diǎn)B檢查是否還有比節(jié)點(diǎn)B更遠(yuǎn)離基站的鄰居節(jié)點(diǎn)，如果有，則節(jié)點(diǎn)B又給離基站最遠(yuǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“請(qǐng)求偽數(shù)據(jù)包”，重復(fù)該檢查過程，直到網(wǎng)絡(luò)的邊界，沒有節(jié)點(diǎn)有比自己更遠(yuǎn)離基站的鄰居節(jié)點(diǎn)為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，所述干擾分支路徑的創(chuàng)建過程如下: 所述主樹干路由路徑上的節(jié)點(diǎn)B依據(jù)左手規(guī)則向與自己跳數(shù)最接近的鄰居節(jié)點(diǎn)U發(fā)送“請(qǐng)求偽數(shù)據(jù)包”，節(jié)點(diǎn)U然后給節(jié)點(diǎn)B發(fā)送偽數(shù)據(jù)包，而節(jié)點(diǎn)U同樣向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送“請(qǐng)求偽數(shù)據(jù)包”，一直達(dá)到網(wǎng)絡(luò)邊界為止，建立起一條主樹干路由路徑的干擾分支路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)源位置隱私保護(hù)能力的路由構(gòu)造方法，其特征在于，當(dāng)路由路徑運(yùn)行達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，銷毀當(dāng)前路由路徑，接著幻影節(jié)點(diǎn)P重新選擇一個(gè)新的與原來分支不相同的路由方向或者創(chuàng)建新的幻影節(jié)點(diǎn)，建立一條新的第一個(gè)分支路由，然后，再創(chuàng) 建新的主樹干路由路徑，最后，以主樹干路由路徑上的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建干擾分支路徑。
【文檔編號(hào)】H04W40/02GK103974368SQ201410227473
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】劉安豐, 高超, 劉語欣, 龍軍, 賀晟, 劉瀟 申請(qǐng)人:中南大學(xué)