[发明专利]一种针对多智能体中存在不诚实节点的安全一致性方案

权利要求书

1.一种针对多智能体中存在不诚实节点的安全一致性方案，其特征在于，包括：

(1)多智能体中的节点按照隐私和安全保护通信机制，对自身的初始状态进行加密，与邻居节点通信，进行自身状态的更新，最后所有节点达到平均一致；其中隐私安全保护通信机制包括了以下步骤：

一对连接的节点(v₁；v₂)，其中，节点v₁和v₂的初始状态分别为x₁和x₂；首先，可信任机构发送加权值a₁₂和a₂₁分别给节点v₁和v₂；接着，节点v₁将其加密的状态ε₁(-x₁)以及公钥k_p1发送给节点v₂；最后，节点v₂按照以下三个步骤计算得到加密的加权状态差值ε₁(a₂₁(x₂-x₁))：

1)节点v₂用节点v₁的公钥k_p1加密初始状态x₂，k_p1:x₂→ε₁(x₂)；

2)节点v₂计算状态差值:ε₁(x₂-x₁)＝ε₁(x₂+(-x₁))＝ε₁(x₂)ε₁(-x₁)；

3)节点v₂计算加权状态差值:

节点v₂返回ε₁(a₂₁(x₂-x₁))给节点v₁；收到ε₁(a₂₁(x₂-x₁))后，节点v₁使用私钥k_s1解密它，获得加权状态差值Δx₁₂:ε₁(a₂₁(x₂-x₁))→a₂₁(x₂-x₁)，Δx₁₂＝a₂₁(x₂-x₁)；

相应的以上述方式，节点v₂解密ε₂(a₁₂(x₁-x₂))获得加权状态差值Δx₂₁:ε₂(a₁₂(x₁-x₂))→a₁₂(x₁-x₂)，Δx₂₁＝a₁₂(x₁-x₂)；

每个节点获得加权状态差值后，会使用公式进行状态更新；

(2)节点在通信过程中，对邻居节点进行监控，从而约束和检测不诚实节点；其中包括初始状态检测和一致性过程检测；

其中，初始状态检测包括以下步骤：

根据当前情况合理设置一个相对环境区间，即：x_i(0)∈(α,β)，其中α，β为环境状态变量，从而得到状态差值范围0＜|x_i(0)-x_j(0)|＜β-α；节点从邻居节点处获得加权状态差值后，对加权状态差值a_ij(x_i[0]-x_j[0])进行判断；如果加权状态差值满足0＜a_ij|x_i(0)-x_j(0)|＜a_ij(β-α)，判断其为正常节点，否则，判断其为不诚实节点，对其进行标记，并上报可信任机构；

其中，一致性过程检测包括以下步骤：

引入一种自适应阈值的检测方法，来限制不诚实节点在一致性过程中随机的注入错误的数据，确保所有参与节点每次迭代中的更新符合一致性过程；

在节点首次通信过程中，得到节点初始状态与邻居节点的状态差值，每个节点按照公式得出初始阈值；接着，节点采用公式来更新阈值；每次迭代的过程中，节点v_i将自身节点状态与邻居节点v_j状态的差值与做比较，如果则节点v_i认为节点v_j为不诚实节点，并将标记，上报可信任机构；

(3)不诚实节点确认：可信任机构接收到节点的上报后，如果存在节点v_j的半数邻居节点共同标记节点v_j为不诚实节点，则确定节点v_j为不诚实节点，并将其隔离出网络，不再参与一致性过程；而如果存在不超过半数邻居对其标记为不诚实节点，则判定其可能存在问题，标记其为可疑节点，等待下次一致性过程中，重新对其进行判断，仍有节点对其标记并上报，则判断其为不诚实节点。