[发明专利]一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法

说明书

本发明公开了一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法，包括网络初始化阶段和信息发送阶段，网络初始化阶段：部署域中的各个基站将部署域划分为若干子域并进行排序；各基站分别计算阿基米德螺线所经过的传感器，并进行广播；传感器接收广播信息并将其标记在相应的状态位；各个传感器间感知其覆盖范围内是否有右或左传感器被标记为环传感器；信息发送阶段：源节点G(h)跳有限洪泛，阶段b：(k，p)‑环路由；阶段c：G(h)跳基站伪装。本发明采用泰森多边形划分规则对无线传感器网络中各个基站进行部署，通过数据螺旋式路由，增强隐私保护的强度；传感器不定期地生成并发送伪消息以扰乱攻击者，提升源节点位置隐私抗攻击的能力。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法。

背景技术

随着海事活动的日趋频繁，海上无线传感网(Marine Wireless SensorNetworks，MWSNs)因其布设速度快，方式灵活、成本低等特点，被广泛应用于国防军事、环境监测、海洋灾害预警、海洋油气勘探等领域。海上无线传感网络中大多采用无线多跳的通信方式，由于传感器的能量、存储和通信能力的限制，MWSNs容易受到各种位置攻击。此外，MWSNs经常涉及收集和传输大量敏感数据，这涉及国家信息安全。一旦节点位置(包括源节点和基站)被攻击者泄漏或捕获，就会导致一系列的衍生攻击，如敏感数据窃取、军事目标情报收集等。MWSNs较为典型的应用是美国海军的协同作战能力(Cooperative EngagementCapability，CEC)系统，使用舰船或飞机等捕获海洋军事设施内无线传感器网络中的流量数据，通过技术手段对其定位后实现精确打击。因此，节点位置的隐私保护成为MWSNs安全的首要任务。

在MWSNs中，节点位置保密技术是保护网络中某些重要节点(如源节点、基站等)的位置信息的方法。定位源节点意味着攻击者可以发现源节点附近有价值的目标；在定位基站时，意味着攻击者可以攻击基站并窃取重要信息；匿名通信技术通过隐藏通信过程中节点的标识来保护源节点或基站的位置。但是，与陆地环境不同，在海洋环境下的MWSNs源节点位置隐私保护面临着新的挑战：

首先，传感器节点在海域上静态部署，海洋环境导致网络施工、维护困难，特别是空旷海域环境下，网络覆盖范围缺少遮蔽物和可供隐藏位置，节点位置信息更容易被定位，使得源节点位置隐私被暴露的风险陡增；

其次，海上传感网中涉及到海洋环境监测、军事等领域的大量敏感数据，关涉国家信息安全，源节点位置隐私一旦暴漏或被攻击者捕获，会由此带来较多的衍生攻击，如海洋敏感数据窃取、军事目标情报收集等，因此，需要轻量级的、高安全的源节点位置隐私保护方法；

再者，传统单一、固定的源节点位置隐私保护模式难以抵御大样本下的知识关联攻击，如基于随机游走或多路径的路径伪装方案、陷阱诱导策略等，在海洋环境下，攻击者可以轻易使用资源优良的监听设备，监听传感网中大规模数据样本数据集，通过关联分析、神经网络等大数据挖掘与分析技术，能大概率地识别出相对精确的位置隐私保护的模式，进而威胁到节点的位置隐私的安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法(FSLPS，Fake Spiral Location-privacy Protection Scheme，FSLPS)。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法，包括：