[发明专利]一种有效抵御黑洞攻击的SAODV优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种有效抵御黑洞攻击的SAODV优化方法，适用于Ad-Hoc自组织网络。

背景技术

Ad-Hoc(自组织网络)是一种由独立的节点构成且每个节点都可以自由地加入、离开和移动的无线网络。其网络的拓扑结构会随节点的状态变化而频繁变化。此外，网络中的每个节点都有相同可能性受到攻击，故在Ad-Hoc网络中，需引入一种确定的机制来防止恶意攻击者肆意篡改路由数据或丢弃数据，保证网络的安全性能。

目前Ad-Hoc网络多采用按需路由协议——AODV协议，各节点不需要维护准确的路由消息，即只有当源节点要发送数据但找不到目的节点时才会发起路由查询。当一个路由无法到达目的节点，或者之前本可以工作的路由现在变为不活动的路由时，源节点就会在网络中广播RREQ路由请求数据包。每个中间节点在收到RREQ后会检查自身路由表，若节点本身就是目的地，则给源节点回复一个RREP应答包；否则，广播RREQ请求包给其邻居节点。若没有出现RREP路由应答，此过程一直重复，直到目的节点或者可通过最新路由到达目的节点的中间节点收到RREQ。最终，目的节点收到RREQ后产生一个RREP反馈信息，并且通过逆向路由将信息发送回源节点，逆向路由在路由建立过程中由中间节点建立。

尽管AODV协议较为成熟，但仍存在缺陷。它会受到一系列不同的攻击，例如黑洞攻击：由于Ad Hoc网络存在信号暴露性和节点不稳定性，一些安全节点会因外部感染变为恶意节点(黑洞节点属于一种恶意节点)。在路由建立阶段，黑洞节点在接收到的路由请求包中加入虚假信息(虚假信息主要包括错误的跳数、目的节点序号)，骗取网络中其他节点同黑洞节点建立路由连接，而后在数据传输阶段，丢掉需要转发的数据包，造成数据包丢失。黑洞攻击对网络的危害极大，故提出抵御黑洞攻击的安全控制方法是Ad-Hoc网络通信中极为重要的问题之一。

目前已经有几种基于AODV协议的方法以保护网络不受黑洞攻击。其中，基于哈希函数和数字签名的SAODV协议，可为Ad-Hoc网络提供安全认证的功能，确保数据完整性：哈希函数用于保证数据中的可变部分——跳数的安全性，当中间或目的节点接收信息时，可验证跳数是否因恶意节点而递减。数字签名用于鉴别RREQ和RREP包中的非可变部分，可验证路由信息的安全性。但SAODV协议仍存在不足，因为哈希函数不能阻挡所有对于跳数的攻击。恶意节点可以通过不断宣称高跳数来获取路由，并发送一个假的RREP来仿冒另一节点。因此，仅依靠SAODV协议中数字签名和哈希函数的安全控制方法不足以解决黑洞节点造成的的数据包丢失问题。

综上，现有协议都无法有效的抵御黑洞攻击。我们需要一种新的优化方案来解决Ad-Hoc中的黑洞攻击问题。

发明内容

针对现有技术无法有效抵御黑洞攻击的不足，本发明提出一种有效抵御黑洞攻击的SAODV优化方法，适用于Ad-Hoc自组织网络。在原有SAODV协议基础上，引入节点“保真度”的概念，创新对黑洞节点的识别方法：在路由建立阶段，有效地发现网络中的黑洞节点，将黑洞节点移出网络，使黑洞节点失去接收信息的能力；在数据传输阶段，通过不断的动态更新节点保真度，监测各个节点，一旦出现黑洞节点，立即对全网进行声明并将黑洞节点移出网络，保证以丢包率和端到端时延为主要指标的网络特性不会产生负面影响。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：

一种有效抵御黑洞攻击的SAODV优化方法，包括以下步骤：(1)路由建立；(2)数据传输。

进一步根据所述抵御黑洞攻击的SAODV优化方法，网络中每一个节点引入保真度，描述节点在Ad-Hoc网络中的参与度与可靠性的大小，即通过该节点可以成功转发数据包的能力的大小，本发明所述的保真度为一个整数，并且在相邻节点间周期性交换，在路由建立阶段，若节点的保真度大于保真度门限值，则该节点可以作为多跳路径中的一跳传输数据，否则不选用该节点建立路由；在数据传输阶段，更新节点保真度值的大小，若节点成功转发一个数据包，保真度增加，否则减小，当某节点的保真度减至0，表明该节点无法向网络中其他节点正确转发数据包，则认定该节点为黑洞节点，并将该节点从网络中移出。