[发明专利]一种带有黑洞攻击探测的数据转发方法

说明书

技术领域

本发明属于机会网络信任管理技术领域，涉及一种带有黑洞攻击探测的数据转发方法。

背景技术

随着大量低成本，具备短距离通信能力的智能设备(如手机、PDA、传感器等)的普及，使得机会网络得到了广泛的关注。作为传统的无线自组织网络的一种特殊应用，机会网络中节点分布的相对稀疏以及频繁运动造成了网络中节点的间断性连接，这使消息的源节点和目标节点间缺乏端到端的连接。由于上述原因，机会网络中的消息通常以存储-携带-转发的方式进行传递。这种方式下节点在进行数据转发之前，并不需要建立端到端的路径，而是利用节点随机运动过程中与其他节点的相遇机会，将消息副本转发给合适的节点，直到将消息成功传递给目标节点。但是，由于机会网络中，节点可以使用的资源十分有限，传统的路由协议中为了尽可能的使网络运行时间更长，减少网络的消耗，大都将与消息目的节点的相遇概率的高低作为判断是否将节点选择为消息中继节点的标准。但是机会网络是一个存在敌对节点的网络，并不是所有的节点都会按照路由协议的规则诚实的将自己的路由信息告知其他节点。有一类节点，它们通过篡改自身的路由信息，将自己伪造成一个与消息目标节点相遇概率很高的节点，以提高自己被选择为消息中继节点的可能性，从而吸取大量网络中的消息，这些节点通常被称为黑洞节点。在得到消息之后，黑洞节点会将这些消息随意转发或者丢弃，以达到破坏网络运行的目的。

针对黑洞节点的攻击，传统无线自组织网络的节点声誉管理系统大多采用监测源节点和目标节点间的时时通信链路、消息传递结束后反馈一条ACK消息等方法来观察和检测链路中的各个中继节点的行为。但是对于机会网络而言，由于节点的稀疏分布和频繁移动，使网络中没有源节点和目标节点的完整路径，因而更无法通过这条“链路”来对消息路由过程中的各个中继节点进行监督和管理。另一方面，由于机会网络的消息传递时延大的特性，使得ACK消息无法及时到达或者根本无法到达源节点。综合上述原因，在机会网络中需要一种新的，能够适应于网络的间断连接和高时延特性的信任管理方法，对黑洞攻击进行探测。

目前，国内外研究人员针对机会网络中探测黑洞攻击的方法进行了相关研究。Gianluca Dini,AngelicaLoDuca等在“Towards areputation-based routingprotocol to contrastblackholes in adelaytolerantnetwork”【AdHocNetworks,2012,10(7):1167-1178】文章中提出了一种基于基于声誉的上下文感知路由(RCAR)，通过节点之间的数据交换行为估算被检测节点的声誉值进而对黑洞节点进行辨别。Li N,Das S K等在“Atrust-based framework for data forwarding in opportunistic networks”【Ad Hoc Networks,2013,11(4):1497-1509】文章提出根据PFM消息反馈的数据，判断转发节点是否将消息适当的转发，进而对被检测节点进行评估，最终做出路由选择。Li F,Wu J,Srinivasan A等在“Thwarting blackhole attacks in disruption-tolerant networks using encounter tickets”【Proceedings of the 28th IEEE International Conference on Computer Communications(INFOCOM 2009),Rio de Janeiro,2009】文章中提出将连接票据(ET)作为节点连接的证据，从而防止节点在与其他节点中随意篡改它与其他节点的相遇概率。Ren Y,Chuah M C,Yang J,et al在“Detecting blackhole attacks in disruption-tolerant networks through packet exchange recording”【Proceedings ofthe 11th IEEE International Symposium on World of Wireless Mobile and Multimedia Networks(WoWMoM 2010),Montreal,QC,Canada,2010】文章中提出一种根据节点的消息传递记录(ER)，记录节点对消息的转发情况，进而观察节点是否存在丢弃消息或者篡改本节点数据的行为，并以观察的结果作为节点路由选择的依据。