[发明专利]一种分簇车载网可信路由计算方法

说明书

本发明提供了一种分簇车载网可信路由计算方法，其特征在于：将节点通信过程中在一定时间内收发数据包的好坏程度作为其信誉值，在选择簇头过程中将节点的信誉值作为重要的权重因子。由于通信过程中信誉值实时更新，可将低于信誉阀值的节点剔除，从而达到安全目的，实现了在车载自组网中的可信路由。本发明结合“信任”这一概念，将节点的转发数据包情况作为依据，基于分簇算法，建立一种了可信路由算法。

技术领域

本发明涉及一种一种基于分簇的可信路由计算方法，用于应对车载自组网(Vehicle Ad hoc Network，以下简称为VANET)路由安全问题。

背景技术

VANET在智能交通(以下简称为ITS)上有着重要的意义。通过VANET的研究，将会改善拥挤的路况，对车辆安全、交通事故侦查等都有很大帮助。在城市发展智能交通研讨会中指出车联网技术可使交通堵塞减少约60％；短途运输效率提高近70％；现有道路网的通行能力提高2～3倍。

VANET通信主要表现在车与车(vehicle-to-vehicle，以下简称为V2V)之间的通信以及车与路边基础设施(vehicle-to-infrastructure，以下简称为V2I)之间通信。V2I的通信一般通过RFID或Wi-Fi来实现。对于V2I不在一跳通信范围内的，则需要通过V2V进行转发。V2V的通信则较为复杂。由于V2V通信中的节点是高速移动的汽车，其移动方向、速度和地理位置都不断发生变化。加之VANET的运动场景复杂，节点分布不均匀，这些特性使路由存在以下问题：1)路由表有效期短：在拓扑结构频繁变化的VANET中，中继节点在通信范围内的时间很短，使链路断裂频繁，路由表有效期极短；2)路由发现开销大：由于路由表的有效期短，使路由发现变得频繁，增加了路由发现开销；3)链路质量不稳定：由于车辆快速频繁移动导致通信中的多普勒效应严重，在复杂的城市场景中，信号多径衰落现象也将增加，这些使链路质量变得很不稳定；4)数据分组存储携带时间长。

针对VANET路由安全问题，国内外已经有很多的研究成果。文献[Virendra M，Jadliwala M，Chandrasekaran M，et al.Quantifying trust in mobile ad-hocnetworks[C]//Pro-ceedings of International Conference on Integration ofKnowledge Intensive Multi-Agent Systems.Piscataway：IEEE Computer Society，2005：65-70]的新颖之处在于运用行为和建议为基础的信任关系，在节点之间建立成对的或者一组密钥。但在密钥建立之前，无法识别和排除恶意节点。文献[Buchegger S，LeBoudec J Y.Performance analysis of the CONFIDANT protocol[C]//Proceedings ofthe International Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing.NewYork：Association for Computing Ma-chinery，2002：226-236.]提出了CONFIDANT模型，通过收集节点以往的行为和建议对其进行行为分析，达到排除恶意节点的目的。但由于行为分析过程复杂，导致网络中的数据过大。文献[朱成刚。基于主观逻辑的MANET安全可信路由协议研究[D]。成都：电子科技大学，2007。]基于主观逻辑的MANET安全可信路由协议研究，提出基于AODV路由协议的安全可信路由STRP_AODV协议，通过节点的相互认证和行为信息，得出正面信息和负面信息，使用传递组合和一致组合的方式计算出节点的信任度评价，但是该算法不能检测入侵和其他不良行为。文献[Choi J，Jung S。A security frameworkwith strong non-repudiation and privacy in VANETs[C]//Proceedings of the 6thIEEE Consumer Communications and Networking Conference。Piscataway：IEEE，2009：835-839。]提出一种具有不可抵赖性和隐私保护的安全框架，可消除公钥基础结PKI中证书管理的负载。但当交通密度大时，基于密钥方式的通信负载较大。