本發(fā)明屬于移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)，特別是涉及一種移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信任度分級(jí)評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、隨著移動(dòng)通信和無(wú)線傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，大量的傳感器被集成到智能移動(dòng)終端中，從而推動(dòng)了移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。在移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可利用移動(dòng)性，通過(guò)不同的傳感器、可穿戴設(shè)備或其他便攜式電子設(shè)備，收集各種信息，通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間建立可靠的通信鏈路以確保信息的傳輸質(zhì)量和完整性。移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中除了普通節(jié)點(diǎn)還可能存在惡意節(jié)點(diǎn)。普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議交換信息和公鑰，獲知其他節(jié)點(diǎn)的信息，惡意節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳播虛假的公鑰竊取信息。

2、因此，設(shè)計(jì)一種有效的節(jié)點(diǎn)信任度分級(jí)評(píng)估方法，以確保信息的安全傳輸是非常重要的。在移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中廣泛采用非對(duì)稱(chēng)加密，用于節(jié)點(diǎn)之間的安全信息傳輸，非對(duì)稱(chēng)加密即公鑰加密，具體為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)最開(kāi)始有一對(duì)鑰匙：公鑰和私鑰，在節(jié)點(diǎn)相遇的過(guò)程中交換公鑰，使用對(duì)方的公鑰進(jìn)行加密信息并發(fā)送，接收者使用自己的私鑰解密，從而獲得信息。當(dāng)前，移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在信息傳遞的過(guò)程中，主要存在以下問(wèn)題：

3、(1)移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息傳遞時(shí)，無(wú)法判斷相遇的節(jié)點(diǎn)行為特征，存在信息傳輸安全問(wèn)題；

4、(2)移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中惡意節(jié)點(diǎn)之間的串通行為會(huì)導(dǎo)致虛假的公鑰在網(wǎng)絡(luò)中傳播，使得節(jié)點(diǎn)隱私信息被竊取。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間在進(jìn)行信息傳遞時(shí)，存在惡意節(jié)點(diǎn)傳播虛假的公鑰以竊取節(jié)點(diǎn)隱私信息的行為，提出一種移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信任度分級(jí)評(píng)估方法。

2、為解決上述背景技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、(1)推薦公鑰選擇方法

4、在移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，第i個(gè)節(jié)點(diǎn)為ni，i＝1,2,···,n，節(jié)點(diǎn)ni有l(wèi)i(x)個(gè)公鑰，li(x)的定義式為：

5、li(x)＝1+x?(1)

6、其中，x為節(jié)點(diǎn)ni與不同相遇的節(jié)點(diǎn)成功交換信息的次數(shù)；

7、當(dāng)節(jié)點(diǎn)ni想要與網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)nj，j＝1,2,···,n?i≠j，進(jìn)行信息傳遞時(shí)，只有節(jié)點(diǎn)ni把原始公鑰傳遞給節(jié)點(diǎn)nj，節(jié)點(diǎn)nj用此公鑰進(jìn)行信息加密并把加密后的信息傳遞給節(jié)點(diǎn)ni，節(jié)點(diǎn)ni才能成功用私鑰解密節(jié)點(diǎn)nj發(fā)送的信息，節(jié)點(diǎn)ni用來(lái)與節(jié)點(diǎn)nj進(jìn)行交換的公鑰稱(chēng)為推薦公鑰，節(jié)點(diǎn)ni成功接收到節(jié)點(diǎn)nj發(fā)送的信息，則將節(jié)點(diǎn)nj定義為節(jié)點(diǎn)ni所推薦公鑰的一個(gè)支持節(jié)點(diǎn)；

8、節(jié)點(diǎn)ni的第m個(gè)公鑰可以表示為為原始公鑰的可靠概率定義為可表示為：

9、

10、其中，表示節(jié)點(diǎn)ni當(dāng)前第m個(gè)公鑰的支持節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；

11、節(jié)點(diǎn)ni的所有公鑰的可靠概率平均值可表示為：

12、

13、為了保證選擇可靠的推薦公鑰，建立了公鑰分級(jí)庫(kù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有各自的公鑰分級(jí)庫(kù)，在通常情況下，推薦公鑰即為節(jié)點(diǎn)的原始公鑰，然而，當(dāng)節(jié)點(diǎn)受到惡意節(jié)點(diǎn)攻擊時(shí)，其選定的推薦公鑰可能不是原始公鑰，節(jié)點(diǎn)ni的公鑰分級(jí)庫(kù)表示為ki-lib，ki-lib中包含的是節(jié)點(diǎn)ni的原始公鑰和與其他節(jié)點(diǎn)成功進(jìn)行信息交換后對(duì)方傳遞的公鑰，ki-lib中定義了三個(gè)集合：節(jié)點(diǎn)ni的一級(jí)公鑰集合節(jié)點(diǎn)ni的二級(jí)公鑰集合節(jié)點(diǎn)ni的三級(jí)公鑰集合隨著節(jié)點(diǎn)間信息的傳遞，公鑰分級(jí)庫(kù)會(huì)不斷更新信息，節(jié)點(diǎn)ni根據(jù)支持節(jié)點(diǎn)的數(shù)量估計(jì)出公鑰分級(jí)庫(kù)ki-lib中每個(gè)公鑰是原始公鑰的可靠概率；

14、節(jié)點(diǎn)ni的公鑰分級(jí)庫(kù)中對(duì)公鑰的分級(jí)用式(4)來(lái)實(shí)現(xiàn)：

15、

16、當(dāng)節(jié)點(diǎn)ni想要獲取相遇的節(jié)點(diǎn)信息時(shí)，為保證節(jié)點(diǎn)本身傳遞的是原始公鑰，節(jié)點(diǎn)ni需要根據(jù)當(dāng)前的公鑰分級(jí)庫(kù)來(lái)計(jì)算出最大概率的一級(jí)公鑰作為推薦公鑰，來(lái)獲取相遇的節(jié)點(diǎn)信息，當(dāng)節(jié)點(diǎn)成功與相遇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換，節(jié)點(diǎn)會(huì)收集此時(shí)相遇的節(jié)點(diǎn)的推薦公鑰，并對(duì)公鑰分級(jí)庫(kù)進(jìn)行更新；

17、(2)節(jié)點(diǎn)信任值計(jì)算方法

18、一級(jí)公鑰的支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量在一定程度上說(shuō)明了該公鑰的信任度，但虛假的公鑰也會(huì)有很多的支持者，因此，只考慮推薦公鑰的支持者數(shù)量，可能會(huì)存在誤判，還要對(duì)相遇的節(jié)點(diǎn)本身進(jìn)行判斷，給節(jié)點(diǎn)賦予信任值，然后考慮相遇的節(jié)點(diǎn)傳遞的推薦公鑰支持節(jié)點(diǎn)的整體信任程度；

19、當(dāng)節(jié)點(diǎn)ni遇到節(jié)點(diǎn)nj時(shí)，節(jié)點(diǎn)ni想要獲取節(jié)點(diǎn)nj的信息，節(jié)點(diǎn)ni不僅會(huì)把推薦公鑰傳遞給nj以保證節(jié)點(diǎn)ni自身傳遞給nj的是原始公鑰，還會(huì)把公鑰分級(jí)庫(kù)也一同傳遞給nj，節(jié)點(diǎn)nj將比較節(jié)點(diǎn)ni的公鑰分級(jí)庫(kù)中支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的公鑰與節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰之間的差異，若節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰與節(jié)點(diǎn)ni公鑰分級(jí)庫(kù)中支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的公鑰不一致，則視節(jié)點(diǎn)ni的行為是惡意行為，若節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰與節(jié)點(diǎn)ni公鑰分級(jí)庫(kù)中支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的公鑰一致，則需進(jìn)一步考慮此推薦公鑰支持節(jié)點(diǎn)的整體信任程度；

20、定義網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的初始信任值為0.5，節(jié)點(diǎn)ni若想要得到節(jié)點(diǎn)nj的信息，節(jié)點(diǎn)ni需要將推薦公鑰傳遞給節(jié)點(diǎn)nj，當(dāng)節(jié)點(diǎn)nj用此公鑰對(duì)傳遞的信息加密，或者節(jié)點(diǎn)nj發(fā)現(xiàn)惡意行為，不用此公鑰對(duì)傳遞的信息加密，都會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)ni的信任值進(jìn)行更新，節(jié)點(diǎn)ni的信任值更新公式為：

21、

22、其中，q為引入的節(jié)點(diǎn)行為因子，βi為節(jié)點(diǎn)ni的引入?yún)?shù)不確定度；

23、q＝1代表合作行為，q＝-1代表惡意行為，q的具體計(jì)算公式為：

24、

25、其中，代表節(jié)點(diǎn)nj所有相遇的節(jié)點(diǎn)信任值平均值，節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰定義為ki，節(jié)點(diǎn)ni公鑰分級(jí)庫(kù)中支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的公鑰定義為代表節(jié)點(diǎn)ni的推薦公鑰支持節(jié)點(diǎn)的整體信任程度，計(jì)算方式如式(7)所示：

26、

27、其中，為節(jié)點(diǎn)ni的推薦公鑰的支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量，為節(jié)點(diǎn)ni的推薦公鑰的支持節(jié)點(diǎn)中第s個(gè)節(jié)點(diǎn)的信任值；

28、節(jié)點(diǎn)ni的信任值與節(jié)點(diǎn)ni公鑰分級(jí)庫(kù)中的公鑰數(shù)量和一級(jí)公鑰的可靠程度有關(guān)，節(jié)點(diǎn)ni的公鑰數(shù)量越多，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)ni與多個(gè)相遇的節(jié)點(diǎn)成功進(jìn)行了信息交換，節(jié)點(diǎn)原始公鑰的支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量也會(huì)越多，惡意節(jié)點(diǎn)串通行為需要聯(lián)合的其他惡意節(jié)點(diǎn)的數(shù)量要超過(guò)節(jié)點(diǎn)原始公鑰的支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量，惡意節(jié)點(diǎn)串通行為越困難，因此，定義節(jié)點(diǎn)ni的參數(shù)不確定度βi為：

29、

30、其中，代表節(jié)點(diǎn)ni的一級(jí)公鑰的可靠概率；

31、(3)節(jié)點(diǎn)信任度評(píng)估方法

32、根據(jù)節(jié)點(diǎn)的信任值，建立節(jié)點(diǎn)分級(jí)庫(kù)nlib，在節(jié)點(diǎn)分級(jí)庫(kù)中，定義了三個(gè)集合：一級(jí)節(jié)點(diǎn)集合ni、二級(jí)節(jié)點(diǎn)集合nii、三級(jí)節(jié)點(diǎn)集合niii，節(jié)點(diǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如式(9)所示：

33、

34、網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的初始信任值為0.5，初始節(jié)點(diǎn)默認(rèn)視為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)被其他節(jié)點(diǎn)判定為合作行為或惡意行為時(shí)，節(jié)點(diǎn)的信任值根據(jù)式(5)進(jìn)行更新，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的信任值大于等于0.9時(shí)，定義為一級(jí)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的信任值大于等于0.5且小于0.9時(shí)，定義為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)信任值小于0.5時(shí)，定義為三級(jí)節(jié)點(diǎn)；

35、當(dāng)節(jié)點(diǎn)ni遇到節(jié)點(diǎn)nj時(shí)，若節(jié)點(diǎn)ni是一級(jí)節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)nj會(huì)直接判定節(jié)點(diǎn)ni的行為是合作行為，節(jié)點(diǎn)nj會(huì)直接使用節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰進(jìn)行信息加密，把加密后的信息傳遞給節(jié)點(diǎn)ni；若節(jié)點(diǎn)ni是二級(jí)節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)nj會(huì)判斷節(jié)點(diǎn)ni的行為來(lái)確認(rèn)是否進(jìn)行信息交換，只有當(dāng)節(jié)點(diǎn)ni是合作行為，即根據(jù)公式(6)判斷出q＝1時(shí)進(jìn)行信息交換，否則不進(jìn)行信息交換；若節(jié)點(diǎn)ni是三級(jí)節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)nj會(huì)直接判定節(jié)點(diǎn)ni的行為為惡意行為，不使用節(jié)點(diǎn)ni傳遞的推薦公鑰進(jìn)行信息加密，然后根據(jù)公式(5)對(duì)相遇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信任值更新，完成本次節(jié)點(diǎn)信任值更新過(guò)程。

36、通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明帶來(lái)如下有益效果：本發(fā)明將公鑰分配與動(dòng)態(tài)信任管理相結(jié)合，在信任值的基礎(chǔ)上提出分級(jí)模型，先判斷節(jié)點(diǎn)公鑰的真實(shí)性，然后在節(jié)點(diǎn)原始的信任值上通過(guò)判斷它的行為進(jìn)行信任值更新，再通過(guò)判斷節(jié)點(diǎn)的信任值的大小，以有效避免接受虛假的公鑰，在保證信息內(nèi)容機(jī)密性的同時(shí)，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)的靈活性和有效性。