[发明专利]一种用于分簇式无线传感器网络的分级匿名通信方法

摘要

本发明公开了一种用于分簇式无线传感器网络的分级匿名通信方法。该方法以假名为基础，对普通节点和簇头节点的匿名保护采用分别控制的方式，实现匿名通信过程。所述方法中依据网络选定的分簇方法进行分簇，簇内节点的假名由簇头分配和管理，而簇头节点假名的管理由基站负责，由此构成了两级匿名通信方式，实现对假名的分级管理。该方法中，簇内节点只需要保存自身和簇头节点的真实ID以及假名ID，极大地减少了能量和内存消耗，改善了目前大多数加密匿名保护方法中计算量大和存储信息量大的问题。该方法可以有效的保证普通节点和簇头节点的匿名性，抵抗流量分析等攻击，并可以方便地应用在任何形式的分簇式无线传感器网络中。

主权项

一种用于分簇式无线传感器网络的分级匿名通信方法，其特征在于包括以下步骤：a初始化状态下，当选为簇头的节点在网络内广播成为簇头的消息，并将自身的真实ID、与基站之间的距离信息包含在广播数据包中；b簇内部分，由簇头节点负责簇内节点假名的分配与更新过程节点收到各个簇头的广播消息后，根据自己到各个簇头的距离选择加入距离最短的簇，并向选定的簇头发送一个加入请求类型数据包消息，加入请求类型数据包中包含节点自身的真实ID和位置信息；簇头收到加入请求类型数据包消息后，将节点的信息提取出来并保存，同时产生一对假名分配给该节点和簇头，然后簇头向该节点发送加入请求回复类型数据包消息，该对假名信息包含在加入请求回复类型数据包中，同时加入请求回复类型数据包中还包含一个时间T1，规定假名的使用期限；簇头保存一个表格，将该簇头所在簇中各个节点的真实ID、假名ID和簇头假名ID一一对照保存；节点收到加入请求回复类型数据包后，保存节点自身的假名ID和簇头假名ID；在后面的通信过程中，节点将这对假名作为数据包的源地址和目的地址；当簇内节点的假名使用期限达到时间T1后，簇内节点向簇头发送假名请求类型数据包消息申请新的假名，发送数据时使用簇内节点当前的假名ID；簇头收到请求后，根据假名请求类型数据包中的假名找到对应的簇内节点，然后产生一对新的假名并发送一个假名请求回复类型数据包给该簇内节点，同时更新表格；簇内节点收到假名请求回复类型数据包消息后，更新节点自身的假名ID和簇头假名ID，并重新设定时间T1；c簇间部分，由基站负责簇头假名的分配和更新过程基站收到各个簇头的广播消息后，提取出簇头的真实ID和距离信息，为每个簇头产生一个假名，并规定簇头假名的使用时间T2，同时根据距离信息为每个簇头分配一个下一跳，距离基站最近的簇头的下一跳即为基站；基站将这些信息保存在表格中，并将假名ID以及下一跳假名ID封装在数据包中，发送路由回复类型数据包给簇头；簇头收到路由回复类型数据包消息后，提取出自身的假名ID以及它的下一跳假名；融合了簇内数据的簇头发送数据时，使用假名ID将数据发送给基站分配给它的下一跳；当簇头的假名使用期限达到时间T2后，簇头向基站发送假名申请数据包消息，假名申请数据包消息直接发送给基站，基站收到假名申请数据包消息后，查询其路由表格，找到请求的簇头的真实ID，然后为该簇头产生新的假名，并发送假名申请回复类型数据包消息给该簇头，然后更新表格，同时基站向以该簇头为下一跳的簇头发送消息，通知该簇头假名的变化；簇头收到假名申请回复类型数据包消息后，更新簇头自身的假名ID，并重新设定时间T2；当网络重新分簇后，重复执行上述步骤a、步骤b和步骤c。