[发明专利]一种基于效用的分布式协作频谱感知攻击防御方法

说明书

本发明公开了一种基于效用的分布式协作频谱感知攻击防御方法，该方法结合效用模型，对发动恶意攻击的认知用户进行效用惩罚，对正常传递感知值的认知用户进行奖励，使恶意用户为追求自身利益最大化而放弃攻击。通过以下技术方案实现：步骤一、初始化感知值与效用值；步骤二、收集邻居信息并判决；步骤三、进行惩罚与奖励；步骤四、更新累加奖励因子与累加惩罚因子；步骤五、验证未被惩罚的认知用户；步骤六、更新迭代步数。该发明可有效防御各种形式的SSDF攻击，同时适用于多恶意用户的场景，相比于现有方法，本发明可有效提高协作频谱感知的准确率。

技术领域

本发明属于认知无线电领域，涉及一种基于效用的分布式协作频谱感知攻击防御方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线通信业务开展的越来越多，有限的频谱资源出现了越来越紧缺的状况。而实际上，大量被分配给特定通信业务的物理频谱资源在很多时间、空间上处于空闲状态，这说明当下的频谱资源缺乏情况不是由物理频谱资源缺乏而引起的，而是由固定的频谱资源分配政策而引起的。认知无线电的提出为提高频谱资源利用率提供了一个可行的思路，它可以有效的利用已经被分配但处于空闲状态的频谱资源，但事先需检测出哪些频谱是处于空闲状态的，因此频谱感知是认知无线电的核心技术之一。其中，多用户的协作频谱感知相比于单用户感知，很好的克服了多径效应，阴影衰落，本地干扰等制约因素，极大的提高了感知效率与可靠性。

在认知无线电网络中，由于无线信道是开放的，这样就增加了系统的安全风险。恶意认知用户可伪装成正常用户，参与到频谱感知过程中，通过篡改本地感知数据，来扰乱数据融合过程，使多用户间协作频谱感知结果变得不可靠。恶意用户的攻击对协作频谱感知的可靠性和认知网络的安全性构成了极大的威胁，常见的协作频谱感知攻击方式有主用户伪造攻击(PUE)与拜占庭攻击(SSDF)。在分布式协作频谱感知场景下，主要为攻击方式为拜占庭攻击。拜占庭攻击方式通常有三种，第一种为利用攻击，恶意用户希望独占主频谱。当主用户不存在时，恶意用户向邻居用户发送较高的感知能量值。使感知系统受到干扰。第二种为破坏攻击，恶意用户希望破坏主用户与诚实用户之间的感知。当主用户存在时，恶意用户向邻居节点发送较低的能量感知值。第三种为混乱攻击，恶意用户为了躲避防御系统的检测，不定时的随意发送各种状态的感知能量值，使邻居用户的迭代发生紊乱，感知系统不能收敛。