[发明专利]无线传感器网络中基于定向随机路由的节点隐私保护方法

摘要

本发明涉及无线传感器网络中基于定向随机路由的节点隐私保护方法，其步骤包括：网格的建立、环的建立、网络中节点所属网格的确定、网络中节点所属环的确定、真实数据包路由、混淆数据包的路由六个步骤。通过在网络中各方向引入混淆数据包避免攻击者的方向攻击，均衡网络中的流量，在数据包的起始位置进行环路由延长网络的安全周期。通过时域混淆机制使攻击者追溯到上一跳节点后无法继续追溯。真实数据包的定向路由策略增加了路由的多样性，提高攻击者的攻击难度。本发明所述的无线传感器网络中一种基于定向随机路由的节点隐私保护方法通过网格和环路由的设计可以同时保护源节点和基站节点，并且适用于移动源节点和多源节点的情况，具有很好的扩展性。

主权项

1.无线传感器网络中基于定向随机路由的节点隐私保护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：网格的建立网络中的节点随机部署后，将整个网络划分为边长的网格，r为节点的通信半径，每个网格按照坐标系的方式以网络中心为原点确定坐标值(x,y)；步骤二：环的建立以网络中心为环的中心建立形状为正方形的环，环间隔为l，按照距离网络中心的距离，每个环的ID号分别为1,2,3...；步骤三：网络中节点所属网格的确定网络中的节点根据自己在网络中的相对位置确定自己的坐标值(x,y)，并将信息广播给邻居节点；步骤四：网络中节点所属环的确定节点根据自己的相对位置选择距离自己最近的环加入，并记录自己所属的环ID号，并将信息广播给邻居节点；步骤五：真实数据包的路由策略当源节点source检测到有事件发生时，生成数据包，根据自己的坐标(x_so,y_so)和sink的坐标(x_si,y_si)定向地将数据包向sink转发，每次转发时都选择邻居网格中的节点作为下一跳并采用一个时域扰乱机制，直到数据包到达sink；采用的时域扰乱机制，具体方法如下：假设数据包转发一次需要的时间为τ，攻击者通过监听从当即位置回溯到上一跳需要的时间为δ，则将节点发送数据包的周期设置为τ≥δ，数据包在每次转发时，选择邻居网格中能量最高的节点作为下一跳，邻居网格中能量次高的节点在收到数据包后回复一个空包，引诱攻击者追溯到能量次高节点；如果邻居网格中没有节点，则选择其他路径或者退回上一跳重新选择；这样的时域扰乱机制使攻击者能够找到当前位置的上一跳而无法正确找到上两跳的节点位置；步骤六：混淆数据包的路由策略源节点source检测到有事件发生，生成数据包的同时，生成三种混淆数据包:(1)在除了真实数据包要传输的方向以外的三个象限发送混淆数据包，混淆数据包采用随机游走策略；(2)在源节点source和sink所在的环上形成混淆数据包迷惑攻击者；(3)真实数据包在转发过程中，如果遇到环与环之间的阶跃时，在环上生成顺时针，逆时针两个方向的假数据包，同时抵御攻击者对sink和源节点source的追溯。