[发明专利]一种对抗女巫攻击的近似三角形内点测试定位算法

摘要

本发明公开了一种对抗女巫攻击的近似三角形内点测试定位算法。针对APIT节点定位算法中出现的女巫攻击，对各个锚节点进行安全性检测，提出一种对抗女巫攻击的近似三角形内点测试定位算法，该算法通过对三角形中每一对锚节点的共同邻居节点数量以及三个锚节点的共同邻居节点数量进行统计和分析，得到初步的可疑女巫节点结果S1，在此基础上，再通过分析每个共同邻居节点接收到的来自这对锚节点的信号强度大小，得到最终的女巫节点并将其从网络中删除。本发明相比于已有的免女巫节点攻击的近似三角形内点测试（SF‑APIT）定位算法，拥有更高的检测正确率和稳定性，从而可以获得更好的网络安全性和节点定位精度。

主权项

1.一种对抗女巫攻击的近似三角形内点测试定位算法，其特征在于：所述测试定位算法包括如下步骤：步骤1：传感器节点均匀分布在指定区域内，用于感知并处理周围的信息，其中锚节点配有GPS定位设备，可以获得节点自身的位置信息，并通过高功率发射机向通信区域不断发送节点的信标；步骤2：位置信息未知的目标节点通过无线接收机接收到附近区域内锚节点的有关信息，其中包括锚节点的ID、信号强度以及锚节点位置信息；步骤3：传感器节点在其各自的通信范围内与其邻居节点交换数据信息，从而建立传感器节点的邻居关系图；步骤4：目标节点根据接收到的所有信息，统计其邻居锚节点的个数，当邻居锚节点个数大于3时，准备进行对抗女巫攻击的近似三角形内点测试，否则该目标节点放弃定位；步骤5：对于存在N个邻居锚节点的目标节点来说，需要选择任意3个不同的锚节点组成一个三角形，共可以组成个三角形；步骤6：对每个由锚节点组成的三角形ABC，根据传感器节点的邻居关系图，分别统计出能接收到锚节点A和锚节点B的传感器节点数量N(ab)、能接收到锚节点A和锚节点C的节点数量N(ac)、能接收到锚节点B和锚节点C的节点数量N(bc)以及能同时接收到三个锚节点ABC的节点数量N(abc)；步骤7：分析比较步骤6中的节点数量关系，得出可疑女巫节点结果S1；步骤8：在可疑结果S1的基础上，对可疑锚节点对的共同邻居节点进行分析，比较其邻居节点接收到的来自该对锚节点信号强度R1和R2，若其差值的绝对值小于某个阈值T，则该对锚节点的可疑度增加1；步骤9：当某一锚节点对的可疑度大于3时，即该锚节点有多于3个邻居节点接收到的来自该对锚节点信号强度差值的绝对值小于阈值T，则将这对锚节点判定为巫女节点，将其从网络中删除；步骤10：将目标节点的接收信号强度与邻居节点的接收信号强度进行比较，判断目标节点是否在三角形内部；若目标节点判断为在三角形外部，即存在邻居节点的接收信号强度全部大于目标节点的接收信号强度的情况，则在该三角形覆盖的区域上做数值减1的标记，默认所有区域起始数值为0；若目标节点判断为在三角形内部，即不存在邻居节点的接收信号强度全部大于目标节点的接收信号强度的情况，则在该三角形覆盖的区域上做数值加1的标记，默认所有区域起始数值为0；步骤11：遍历所有个三角形，重复步骤5、6、7、8、9、10，计算所有目标节点在内部的三角形的重叠区域，即标记数值最大的区域；步骤12：利用网格扫描的方法来计算重叠的多边形区域，将上述重叠区域的重心作为目标节点的位置估计值。