[发明专利]UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法

权利要求书

1.一种UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一：网络预部署

为了对水下管道以及油井附近的水质进行监测，传感器节点随机部署在水下，根据节点的不同作用，将节点分为环境监测节点和管道监测节点，攻击者采用回溯攻击以及选择性转发结合的组合攻击；

网络中的源节点为检测到管道状态发生改变的节点；根据水下油井输油管道的实际部署，整个网络基于埃克曼漂流模型分为动态层和静态层，在静态层，两种类型节点由基站分别挑选簇头，并形成簇，动态层节点距离接收器较近不形成簇，直接通过多跳转发将数据传输到Sink节点；

步骤二：匿名簇机制

源节点将真实数据包通过共享机制生成n个子信息，指定平均跳数，并根据平均跳数来随机设置每个子信息的跳数；源节点将子信息分别转发给邻居节点，在传输过程中同时产生与子数据包等长的假消息在网络中传输；子信息每传输一次，其对应跳数减小1，当跳数减小至0时子信息到达的节点为假源节点；

步骤三：数据收集阶段

在静态层，当有源节点出现时，源节点向簇头发送一个信标信息，簇头节点收到信息后，与源节点互换身份，同时使用匿名簇的方式在簇内选择假源节点，并广播构建匿名簇的消息，当节点收到构建匿名簇的消息后，簇头失效，由假源节点收集周围节点的监测数据，等待AUV进行数据收集，当AUV到达簇时，真假源节点会将标识性ID以及节点ID发送给AUV，AUV收到ID后进行分析，选择所负责的节点进行数据收集；

动态层节点收到来自静态层AUV的数据后，除了向靠近水面的节点传输之外，随机选择邻居节点进行数据转发，收到数据的邻居节点进行相同操作，直至数据到达Sink节点，动态层节点收集的数据按照同样的方式进行传输。

2.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，所述的隐私保护方法适用于对水下油田管道实时监测，以及故障点位置的保护。

3.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤一所述的静态层节点分簇时，环境监测节点与管道监测节点分别形成簇。

4.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤一所述的环境监测节点与管道监测节点的区别方法是距离管道少于网络范围的的节点划分为管道监测节点，其余的为环境监测节点。

5.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤二所述的共享机制为将数据包进行等长分片，每个子数据包的长度为整体的同时在每个子集的头部增加一个标识性ID，用于区分部分数据包与整体数据包。

6.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤二所述的平均跳数的确定按照所在簇的大小来确定，并且确保能够跨越簇的半径。

7.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤三所述静态层数据收集采用两个AUV协作进行，一个AUV专门收集真实源节点的数据，在完成收集后直接上浮至水面，另一个AUV依次收集假源节点的数据包，并将所收集的数据包传输给最近的动态层节点，当能量低于初始能量的20％时上浮至水面进行能量补充；

当负责收集假源节点数据的AUV在通信范围里没有感知到节点时，AUV将直接上浮至水面。

8.根据权利要求1所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，步骤三所述动态层节点维持一个邻居列表，用于记录邻居节点到达接收器节点的跳数，并动态更新。

9.根据权利要求7所述的UASNs中基于匿名簇的AUV协作的源节点位置隐私保护方法，其特征在于，AUV的路径规划采用Q-learning方法。