[发明专利]无线传感器网络多路径安全传输方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络多路径安全传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)已部署的无线传感器网络里，当源节点需要向目的节点传输数据时，发送源路由请求消息；

(2)中间节点在进行源路由请求消息广播时，将自身相关的链路信息添加至本节点接收到的路由请求消息中，构成中间路由请求消息；

(3)基站获得多条最终路由请求消息，从所述多条最终路由请求消息中提取得到网络拓扑参数，根据窃听者窃听能力计算传输数据被窃听的概率，对网络的安全性进行评估；

所述网络拓扑参数为根据每一条最终路由请求消息获取到的传输路径，包括每一条传输路径的跳数、各跳中间节点ID；

所述传输数据被窃听的概率包括普通节点广播数据被窃听概率P_u、单条传输路径被窃听概率和整个无线传感器网络被窃听概率P_pkt；

所述最终路由请求消息为路由请求消息传输路径上最后一个中间节点发送至基站的路由请求消息；

(4)根据使用者对传输安全性的要求S_req确定此次传输需要的子数据包秩K，建立路由拓扑，返回路由应答消息至源节点；

(5)源节点接收到路由应答消息后，按基站要求将原数据分为以K为秩的子数据包，每一个子数据包通过一条独立路径进行传输，秩K个子数据包在秩K条确定的拓扑路径上实现安全传输；

所述普通节点广播数据被窃听概率P_u的计算公式为：

所述单条传输路径被窃听概率的计算公式为：

其中X为所述单条传输路径的总跳数；

所述整个无线传感器网络被窃听概率P_pkt的计算公式为：

其中r为窃听者的窃听能力范围，L和W为无线传感器网络部署的矩形区域的长和宽，R表示节点的有效通信半径，X_i为第i条路径的总跳数，整个无线传感器网络中共有M条路径，从中选择秩K条路径，i的范围即从1到K，K≤M；

秩K的计算步骤为：

建立关于K的条件不等式：P_pkt≤1-S_req；求解所述条件不等式，秩K为使不等式成立的最大正整数。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络多路径安全传输方法，其特征在于，所述源路由请求消息包括源节点地址、目的节点地址；

所述中间路由请求消息包括源路由请求消息、中间节点ID。

3.根据权利要求1所述的无线传感器网络多路径安全传输方法，其特征在于，步骤(4)中建立路由拓扑的步骤为：

(4.1)通过公式计算n值；建立n条虚拟路径；具体步骤为：

(a)选择网络拓扑参数中跳数最少的传输路径，记录下该路径上各跳中间节点ID，随后排除掉含有这些ID的传输路径，

(b)从剩余传输路径中选择一条独立不相交路径，接着继续排除含有所述独立不相交路径中中间节点ID的传输路径；

(c)重复步骤a和b，直至获得n条独立不相交的虚拟路径；

(4.2)从n条虚拟路径中随机选择秩K条路径作为实际传输路径，建立路由拓扑。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络多路径安全传输方法，其特征在于，所述路由应答消息包括步骤(4)中建立的路由拓扑中K条传输路径信息。