[发明专利]认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线网络安全领域，具体涉及一种认知无线电网络中基于Hash(散列)匹配的自共存信道选择方法。

背景技术

随着无线通信需求的增加，无线信道越来越拥挤；为了解决频谱资源奇缺问题，认知无线网络应用而生。基于大多数频段已经固定分配给授权用户(主用户)的现实，认知无线网络允许非授权用户(认知用户)在不影响主用户的前提下，伺机接入授权频段，从而缓解频谱资源的紧张问题，提高资源利用率。

认知无线网络使用时，因为主用户行为的不确定性，所以认知用户的可用频谱会随着时间而变；与此同时，认知用户的移动性也使得可用频谱不断变化。频谱捷变和认知用户的移动性为认知无线网络带来了更多的挑战；由于可用频谱的区域变化，用户的位置和其使用的频谱之间有着不可分割的联系，即通过用户的信道使用信息可以获取用户的相关地理位置信息。攻击者利用认知无线电这一特点，可以判断和定位认知用户，从而发送垃圾短信、提供虚假信息、推断用户住址、工作地点、职业与社交信息等，严重侵犯用户的隐私，并造成不可预估的危害。

在DB(Data Base，数据库)驱动的频谱分配方法中，认知用户需要接入空闲信道与其他认知用户通信，首先需要向基站发送包含位置信息的信道申请。基站收到信道申请信息后，转发信息至DB，从DB中获得此认知用户所在区域的SAI(Spectrum Availability Infor-mation，可用频谱信息)，并将SAI发送至认知用户。认知用户根据SAI选择一个信道，并在DB中注册此信道。

因为频谱使用信息与认知用户的位置密切相关，所以若DB感兴趣于收集认知用户的频谱使用信息，或恶意用户欲通过DB获得认知用户的频谱使用信息，就会造成认知用户的位置信息泄漏，从而导致相关隐私信息暴露。例如，某公司想追踪自己的雇员、娱乐餐饮等行业企图为认知用户的智能终端等设备注入广告信息以及其他目的的获取用户的位置信息等。因此，认知无线电网络中，隐私信息的保护尤其重要。

攻击者通过认知用户的信道使用情况，推断认知用户的位置，从而进行精确定位，此种攻击是由于信道使用信息的泄漏而导致的用户位置隐私暴露问题。

目前，避免认知无线电网络受到攻击的方法一般为：在DB驱动的认知无线电网络中利用盲因子隐藏用户的位置信息，同时提出一种基于预测的频谱使用协议，通过选择状态较稳定的信道来减少切换，从而降低攻击者成功推断认知用户位置信息的概率。

但是，上述方法需要根据每个认知用户存储可用信道的使用频率判断信道的稳定性后，利用信道稳定程度进行信道选择，操作比较复杂，不便于人们使用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道选择方法。本发明通过Hash匹配和临时标签来隐藏认知用户的身份；本发明使用时，DB通过自共存机制分配信道、并利用基站统一注册方式，保护认知用户的位置隐私。分析表明，不仅能够有效防止认知用户的位置隐私泄漏，而且操作比较简单，便于人们使用。

为达到以上目的，本发明提供的认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道选择方法，包括以下步骤：

S1：认证中心CA生成随机数序列矩阵R，R＝{R_mn}，(1≤m≤N)，(1≤n≤N)；CA根据R计算散列Hash矩阵H、并将H发送至数据库DB；CA将R以行为单位将m×n个随机数随机分配给M个认知用户，认知用户SU_j获得的随机数序列集合记R_j(1≤j≤M)，转到步骤S2；

S2：SU_j通过控制信道向其所在的区域C_j中的基站BS_j，发送加密的信道申请信息E_BSj(R_j1，t)，t为时间，转到步骤S3；

S3：BS_j收集t时刻收到的所有E_BSj、并将收到的序列串解密，得到一系列次级用户信息R_次；BS_j为每个R_次均打上标签后重新加密，每个R_次的标签和对应的随机数信息形成加密信息；BS_j将每个R_次的加密信息发送至DB，转到步骤S4；