[发明专利]一种面向分布式网络的多层连通支配集构建方法

说明书

本发明涉及一种面向分布式网络的多层连通支配集构建方法，包括以下步骤：构建一个随机的分布式网络；将所有低层支配节点标记为高一层的被支配节点，并更新所述低层支配节点的高层的度数和邻居；对于每一层的任意节点，若该节点及其邻居在当前层没有支配节点，则根据所述节点的度数和妥协概率选择一个节点作为支配节点；对于每一层的被支配节点，若所述被支配节点两跳内的支配节点不能构成连通集，则将所述被支配节点标记为连通节点；重复上述步骤直至每一层的支配节点小于预设值时，得到多层连通支配集。本发明构建的多层连通支配集能够用于信任模型中的可信路由。

技术领域

本发明涉及无线传感网技术领域，特别是涉及一种面向分布式网络的多层连通支配集构建方法。

背景技术

分布式网络的结构特点之一是缺乏信任关系，因为在许多场景中，通信节点可能在物理上受到攻击，并可能动态地加入或离开。为了解决这个问题，信任模型对于促进节点之间的安全通信至关重要，它可以描述为集中式声誉管理机制、分布式算法或两者的组合。然而，无论模型的形式是什么，节点的妥协所造成的通信网络破坏都代表着一个重大的危险。

为了降低风险，人们从不同的角度设计了许多方法来保护网络。有学者针对单节点及其相邻节点，提出了一种信任模型来防御网络中的恶意攻击，在该机制中，信任值的计算考虑了节点自身的历史信息和值得信任邻居的推荐。另一方面，从网络整体的角度出发，设计一个非相似度矩阵是一种可行的防御方案，例如，Iltaf等人通过利用不同推荐群体的统计分布来计算非相似度矩阵。对于妥协节点，过滤是一种常用的防御方法，早期提出的滤波技术是基于信任传播的全迭代概率方法。之后，Shabut等人使用聚类技术动态过滤掉不诚实的推荐，他们的计算涉及到交互的数量、信息的兼容性和节点之间的紧凑性，从而删除了不参与通信的节点。此外，有学者提出了一个带有两个过滤器的概率模型，以减少不诚实评分者的影响，使有负反馈的良好档案不会被完全排除在系统之外。相比之下，也有一个没有过滤反馈的信任管理模型，其主要讨论了服务请求者反馈的使用，而不是反馈过滤机制。

另一方面，连通支配集(CDS)被认为是一种有效的广播风暴的解决方案，可用于信任模型中的信息交换，一些研究人员通过支配集剪枝来构造CDS，而另一些研究人员通过选择算法来构造CDS，此外，还有学者提出了一些构造能量平衡的CDS的方法。然而，当分布式节点数量显著增加时，这些分布式信任模型无法应对广播风暴问题，并且这些CDS机制忽略了节点损坏的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向分布式网络的多层连通支配集构建方法，能够用于信任模型中的可信路由。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种面向分布式网络的多层连通支配集构建方法，包括以下步骤：

(1)构建一个随机的分布式网络；

(2)将所有低层支配节点标记为高一层的被支配节点，并更新所述低层支配节点的高层的度数和邻居；

(3)对于每一层的任意节点，若该节点及其邻居在当前层没有支配节点，则根据所述节点的度数和妥协概率选择一个节点作为支配节点；

(4)对于每一层的被支配节点，若所述被支配节点两跳内的支配节点不能构成连通集，则将所述被支配节点标记为连通节点；

重复所述步骤(2)-(4)直至每一层的支配节点小于预设值时，得到多层连通支配集。

所述步骤(3)中根据所述节点的度数和妥协概率选择一个节点作为支配节点，具体为：将所述节点的度数与度数阈值进行比较，将度数超过所述度数阈值的所述节点的妥协概率与妥协概率阈值进行比较，从中选出妥协概率最低的节点作为支配节点；或者将所述节点的妥协概率与妥协概率阈值进行比较，将妥协概率小于所述妥协概率阈值的所述节点的度数与度数阈值进行比较，从中选出度数最大的节点作为支配节点。