[发明专利]一种基于可信度的无线传感器网络分布式安全控制方法

说明书

一种基于可信度的无线传感器网络分布式安全控制方法，涉及无线通信技术领域。解决了现有网络安全控制方法存在不能实现复杂网络攻击下系统的安全控制，普适性差的问题。本发明在理想状态下，建立无线传感器网络中各传感器节点模型，利用所述节点模型设计分布式控制器；利用所述分布式控制器，求解所述分布式控制器增益；利用分布式控制器增益对接收的毗连无线传感器节点的数据进行可信度评价，并计算所述可信度的权重；利用所述可信度的权重，建立自适应隔离机制，利用自适应隔离机制更新传感器节点状态；实现安全控制策略更新。本发明适用于无线传感器网络安全控制。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域。

背景技术

无线传感器网络是由大量传感器节点以自组织和多跳的方式构成的分布式网络，以其部署便捷、可移动性强、成本低廉等独特优势在智能交通、环境检测、医疗卫生等诸多领域备受青睐。然而，随着无线传感器网络应用范围的日益拓展，网络系统的安全控制问题成为当下研究的热点话题。由于无线传感器节点之间通过无线通信链传输数据，研究通信链的可信度对实现系统的安全准确控制具有重要意义。

针对传感器节点通信链上可能存在的网络攻击，国内外众多学者面向无线传感器网络的安全控制问题展开了深入研究。文献《拒绝服务攻击下的分布式弹性负荷频率控制》(电测与仪表，2021年，第58卷，第01期，P158-P164)中提出了一种可检测的拒绝服务攻击模型，推导了周期性拒绝服务攻击下的负荷频率控制系统模型，并设计了弹性负荷频率控制器。文献《假数据注入攻击下信息物理融合系统的稳定性研究》(自动化学报，2019年，第45卷，第01期，P196-P205)中利用假数据注入攻击效力模型来量化假数据攻击对信息物理系统状态估计值和测量残差的影响，设计了安全控制器并讨论了系统的稳定性。

专利申请号为201910553184.7的发明专利申请文件中公开了“一种多网络攻击下事件驱动网络控制系统的安全控制方法”，该方法依次引入随机网络欺骗攻击、重放攻击和拒绝服务攻击，建立了多网络攻击下的系统闭环模型，基于此模型设计了李雅普诺夫函数，并求解了状态反馈控制器增益。

但是，上述安全控制方法的研究均未考虑随着网络攻击的入侵，传感器节点之间通信链的可信程度的变化情况以及系统动态模型随之发生的改变。上述方法均针对的是一种/多种特定的网络攻击类型进行建模，并基于所建立的模型进行控制器设计，未考虑攻击模型中的未建模动态，不能实现复杂网络攻击下系统的安全控制，不具备普适性，会导致所提方法在实际的无线传感器网络中的应用受限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有网络安全控制方法存在不能实现复杂网络攻击下系统的安全控制，普适性差的问题，提出了一种基于可信度的无线传感器网络分布式安全控制方法。

本发明所述一种基于可信度的无线传感器网络分布式安全控制方法，该方法用于对无线传感器网络中每个传感器节点进行控制，针对每个传感器节点以其毗连的所有节点传输的数据为基础进行状态更新，实现安全控制；

具体包括：

步骤一、在理想状态下，建立无线传感器网络中每个传感器节点模型，利用所述节点模型设计分布式控制器；

步骤二、利用所述分布式控制器，求解所述分布式控制器增益；

步骤三、利用所述分布式控制器增益和接收的毗连无线传感器节点的传输数据，设计并更新网络攻击下基于可信度的安全控制策略，完成对无线传感器网络的安全控制。

进一步地，本发明中，步骤三中，设计并更新网络攻击下基于可信度的安全控制策略的方法为：

步骤三一、利用分布式控制器增益对接收的毗连无线传感器节点的数据进行可信度评价，并计算所述可信度的权重；

步骤三二、利用所述可信度的权重，建立自适应隔离机制，利用自适应隔离机制更新传感器节点状态；实现安全控制策略更新。