[发明专利]一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法

权利要求书

1.一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，包括步骤：

(1)网络中待同步节点开始接收邻居节点广播的时间同步消息；

(2)使用信息检测机制区分消息中有效的时间戳；

(3)节点使用分布式同步算法更新本地时间；

(4)节点同步完成后，广播带有时间戳的同步消息。

2.根据权利要求1所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(1)中，网络为分布式网络。

3.根据权利要求1所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(1)中，每个节点均有邻居节点。

4.根据权利要求1所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(2)中，所述信息检测机制为利用一致性原理结合图形理论检测消息。

5.根据权利要求1所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(3)中，所述同步算法基于历史消息。

6.根据权利要求1所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(1)的具体方法是：网络内的待同步节点i邻居节点数目为n，邻居节点j计算出自己的相位偏移α_j和时钟偏移β_j，邻居节点j发送同步消息给待同步节点i，包括：邻居节点j相位偏移α_j和时钟偏移β_j，发送消息时的时间戳待同步节点接收到邻居节点的消息时间为其中，i≥1，j≥1，1≤j≤n。

7.根据权利要求6所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(2)的具体方法是：待同步节点i收集所有邻居节点广播的消息，待同步节点利用图形理论来检测收集到的消息是否为有效消息，防止邻居节点遭遇Sybil攻击伪造身份发布不正确的同步消息；主要使用动态规划找到最大的团，具体检测方法如下：

(21)一致性：假设待同步节点待检测消息取任意两条消息m_a和m_b，如果符合

则消息m_a和消息m_b是一致性的，即m_a～m_b；其中，a＜b，m_b是最近的消息，m_c·t_s和m_c·t_r分别表示发送和接收时间戳，c＝a,b，ρ_m表示节点硬件规定的最大偏移；

(22)定理：m_a～m_b，m_b～m_k(m_a表示时间a的消息，a＜b＜k)，那么m_a～m_k；

(23)用图G＝(V，E)表示消息m_i和消息m_j关系，相当于顶点V_i∈V，e＝(V_i，V_j)∈E,则V_i～V_j；如果两条消息符合一致性，那么以两消息为两顶点间存在边e，顶点在最大团内；其中，V表示消息m_d组成的顶点集合，E表示顶点集合V内两两顶点之前的边组成的边集合，G表示由顶点集合V和边集合E组成的图，e表示顶点V_i和顶点V_j之间的边，1≤d≤n；

(24)由定理(22)可知，可使用边的方向代替G＝(V，E)；

(25)假设顶点集合V_i＝{V₁，V₂，...，V_i}，为顶点的图，c_i为的最大团的内顶点数量，i≥3；

(26)c₁,c₂,…c_i-1已知，找出在顶点V₁，V₂，...，V_i-1中是否与V_i存在边，倘若存在，进入步骤(28)；否则，进入步骤(27)；其中，i≥3；

(27)c_i＝1；用x[]记录存在顶点序号；

(28)c_p为c₁～c_i1中任意值，用x[]记录在顶点序号；

(29)最大团的大小为max_1≤i≤n c_i，max_1≤i≤n c_i是有效消息数，x[]记录的是有效消息的序号，n≥2。

8.根据权利要求7所述的一种针对WSN中Sybil攻击的安全时间同步方法，其特征在于，步骤(3)的具体方法是：

(31)待同步节点i记录下所有邻居节点j的有效消息，消息包括：接收到消息的序号num,邻居节点j相位偏移α_j和时钟偏移β_j,发送消息时的时间戳待同步节点接收到邻居节点的消息时间为

(32)计算出每一个邻居节点j的偏移系数ρ_ij,

其中和为最近一次的发送和接收时间；

(33)待同步节点可以得到邻居节点所有的α_j，β_j、ρ_ij，

由节点的本地硬件时钟公式τ＝(1+ρ)*t+Δ，其中t是参考时钟，ρ是时钟漂移，Δ是时钟偏移，

可知α_ij＝(ρ_ij+1)*α_j，

计算出所有的α_i1，α_i2’…α_in,取集合内最小的α_ik值，即α_i＝α_ik，β_i＝β_ik。

(34)由公式L_j(t)＝α_jτ_j(t)+β_j，更新节点i的逻辑时间。