[发明专利]基于跳数差异和局部监听的安全邻居发现方法

权利要求书

1.一种基于跳数差异和局部监听的安全邻居发现方法，其特征在于：

根据虫洞形成的不同原因分析其特点，将虫洞分为外部恶意节点形成的链路较长的虫洞和内部恶意节点形成的链路较短的虫洞；针对外部恶意节点形成的虫洞，将跳数差异应用到节点的特有邻居来进行检测并进行邻居关系的修正，其中特有邻居的含义为：对于两个一跳邻居节点i和j来说，那些属于i的邻居但不是j的邻居的节点，即称为节点i的特有邻居节点；针对内部恶意节点形成的虫洞，本发明利用局部监听的方式，通过证人节点的投票来检测并进行邻居关系的修正；

具体做法是：

在进行外部恶意节点形成的虫洞检测及邻居关系的修正时，每对邻居通过其特有邻居之间的新链路的跳距与虫洞阈值相比较的方式来判断是否存在虫洞，若存在虫洞则删除邻居关系并通知其他邻居；

在进行内部恶意节点形成的虫洞检测及邻居关系的修正时，每对邻居先要判断是否需要进行内部虫洞检测，如果需要检测，则通过投票的方式对邻居关系进行验证，验证时，邻居对中的源点发送验证包到目标节点，然后源点以及源点与目标节点的公共邻居作为证人进入监听状态；这些证人节点根据监听到的信息对源点、目标节点之间的链路设标识，如果监听到信息被转发，则标识为-1，若监听到目标节点的回复则标识为1，否则标识为0；验证结束后，若源点置标识为-1，则认为存在虫洞，否则，源点向目的节点及其目的节点的公共邻居发起标识收集，并求标识的和，若和小于或等于0，则认为存在虫洞；若存在虫洞，则删除邻居关系并通知其邻居。

2.如权利要求1所述的一种基于跳数差异和局部监听的安全邻居发现方法，其特征在于：在进行外部虫洞检测及邻居关系的修正时：

第一步，邻居对计算它们各自的特有邻居数量并判断是否小于2，若是，执行第五步；否则，将特有邻居数量多的节点的特有邻居作为使用跳数差异检测虫洞的节点集合；

第二步，从上述集合中选取一个节点作为源点；

第三步，判断剩余节点是否为空，若是，则结束；若否，则从剩余的节点中选取一个节点作为目标节点；

第四步，源点寻找到目标节点的避开节点对中另一个节点的直接邻居的最短路径，并判断路径的跳距是否大于虫洞阈值，若是，则存在虫洞，删除邻居关系并通知邻居，结束；若否，则返回第三步；

第五步，节点对计算它们的一跳邻居与二跳邻居数量的比值，并判断两节点计算的比值是否均大于邻居比阈值，若是，则存在虫洞，删除邻居关系并通知邻居，结束；若否，则结束。

3.如权利要求1所述的一种基于跳数差异和局部监听的安全邻居发现方法，其特征在于：在计算虫洞阈值的理论值时，将节点分布及节点通信范围抽象成平面图形并寻找节点的特有邻居相距最远的情形来进行计算；其具体过程，

第一步，寻找两个特有邻居节点相距最远的情形；

第二步，计算两节点避开要验证节点对中另外一个节点的通信范围的折线距离；

第三步，将第二步计算出的距离除以节点通信半径，将此结果作为虫洞阈值；

由于两个特有邻居节点的新链路的跳距受要验证的节点对之间的距离影响较大，当要验证节点对相距较远时计算出的虫洞阈值较大，即当d＝0时，虫洞阈值为4时；当要验证节点对相距较近时计算出的虫洞阈值较小，即当d＝r时，虫洞阈值为3时；因此，在实际中，可以根据要验证节点对的特有邻居数量和其总邻居数量的比值来决定，当比值大于0.5时，说明要验证的节点对相距较远，此时可以选取较小的虫洞阈值；反之，选取较大的虫洞阈值。

4.如权利要求1所述的一种基于跳数差异和局部监听的安全邻居发现方法，其特征在于：在判断是否需要进行内部虫洞检测及邻居关系修正时，如下，

第一步，邻居对节点i和j，i接收到的j的RSSI值为R(ij)，j接收到i的RSSI值为R(ji)计算它们的公共邻居数量count；

第二步，对在判断节点i是否需要进行内部虫洞检测及邻居关系修正时，通知节点i的特有邻居计算它们与它们收到RSSI在[R(ij)-ω,R(ij)+ω]区间的邻居的公共邻居数量的平均值其中ω表示RSSI值允许浮动的变化范围，其取值设定为5dbm；

第三步，在判断节点i是否需要进行内部节点i虫洞检测及邻居关系修正时，利用第二步中计算的节点i的公共邻居数量的平均值求count与的比值；

第四步，判断count与的比值是否大于邻居比阈值，若是，则需要进行内部虫洞检测及邻居关系修正，结束；若否，则结束。