[发明专利]一种基于证据理论和模糊熵的抗SSDF攻击方法

说明书

本发明提供了一种基于证据理论和模糊熵的抗SSDF攻击方法。本发明为解决无线通信领域中存在恶意用户发动数据篡改攻击行为导致系统性能下降的问题。方法步骤为：认知无线电网络中用户根据本地能量检测结果得到相应的隶属度和基本概率赋值函数；根据证据距离和经典冲突系数计算新冲突系数，并由此得到证据的冲突权重；利用模糊熵得到证据的模糊权重；更新可信度得到可信度权重；在此基础上对证据的概率赋值函数进行修正；利用融合公式得到最终结果。本发明降低了由于恶意用户发送篡改数据造成的检测性能较差的影响，具有较高的检测概率和较低的虚警概率，有效地抵御SSDF攻击，提高了频谱感知的性能。

技术领域

本发明涉及无线通信安全领域，特别涉及一种基于证据理论和模糊熵的抗SSDF攻击算法。

背景技术

近年来，无线通信技术的迅猛发展极大的改变了人们的生产和生活方式，人们对无线频谱资源的需求不断增加，但是频谱资源是极为有限的，两者之间的矛盾对无线通信的发展起到了一定的阻碍作用，由此提出了认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术。

频谱感知是认知无线电成功实施的前提。认知用户需根据感知的结果判断所检测的频段内授权用户是否存在，进而决定该频段是否可用。由于无线信道中多径衰落、阴影效应等因素的影响,单个认知用户进行频谱感知时会发生“隐蔽终端”问题,为了解决这个问题,提出了通过融合多个认知用户的感知结果的协作频谱感知算法来提高认知无线电频谱感知性能。融合中心(Fusion Center，FC)根据认知节点发送的测量信息做出全局决策,然而频谱感知过程中，经常会存在频谱感知数据伪造(spectrum sensing datafalsification，SSDF)攻击，一些恶意节点向融合中心发送错误的传感信息，对其进行错误引导，导致频谱利用发生碰撞或独享频带。

针对上述攻击问题，已有一些学者提出了解决方案。《TelecommunicationsScience》期刊第31卷第2期,由Feng撰写的《Evaluating uncertainty behaviors ofcognitive USers against SSDF attack for cooperative spectrumsensing》一文中提出一种基于D-S证据理论的信任评估机制---HardGuard,采取感知数据预处理措施，在融合之前有效过滤虚假感知数据，规避了恶意用户的影响。《Journal of Nanjing NormalUniversity(Engineering and Technology Edition)》期刊第2期，由聂梦雅撰写的《Cooperative Sensing Algorithm Based on Dynamic Double Threshold and D-SEvidence Theory》一文中提出基于动态双门限和D-S证据理论的合作频谱感知算法，减小网络开销和融合中心计算的负担。吴启辉的专利《频谱感知数据篡改攻击检测方法》提出在融合中心加装主用户感知模块，而不需要额外的可信感知节点，易于实现。由Men撰写的《Arobust cooperative spectrum sensing method against faulty nodes in CWSNs》一文中同时考虑节点可靠性和不同节点间的相互支持程度，由Han撰写的《An Enhanced D-STheory Cooperative Spectrum Sensing Algorithm against SSDF Attack》一文中提出利用相似度来计算证据的可靠性。

然而上述的几种频谱感知方案只考虑了用户提供数据的相似度差异，而忽视了数据之间的距离及其确定程度，当用户的数据确信度不高时，不能准确地判定用户的好恶。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于证据理论和模糊熵的抗SSDF攻击方法。

本发明的技术方案是：一种基于证据理论和模糊熵的抗SSDF攻击方法，其特征在于：包括如下步骤：