[发明专利]无线传感器网络多路径安全传输方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络多路径安全传输方法，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，发送路由请求消息；2中间节点在进行路由请求消息广播时，将自身的链路信息添加至路由请求消息中；3基站获得多条路由请求消息，从中得到网络拓扑参数，根据窃听能力计算传输数据被窃听的概率；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，将原数据分为以K为秩的子数据包，通过K条独立路径进行传输。该方法可以有效降低无线传感器网络被窃听的概率。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种多路径安全传输方法。

背景技术

无线传感器网络广泛应用于物联网中，其网络安全性是一个急需解决的问题。目前，无线传感器网络中窃听者的通信设备位于节点通信范围内时，能够轻松监听到节点的通信信息。研究无线传感器网络隐私保护方法，防御窃听攻击具有重要意义。

为了实现无线传感器网络的隐私保护，可以使用的方法包括数据加密算法和多路径隐私保护技术等。多路径路由具有在传输过程中保证信息可靠性、提高容错性等优势，多路径安全传输的主要思想是将多路径路由的优势，与其他安全机制相结合，从而实现数据安全传输。

Alwan等人在组播VLAN管理协议的基础上利用Reed-solomon codes以及选择加密策略，提出安全多路径路由协议，目的为提高无线传感器网络的安全性及服务质量。当完成无线传感器网络部署后，部署节点对周围的环境进行感知，得到自身数据受窃听攻击概率P_u；选择路径时，节点计算路径遭窃听攻击的概率P_path并告知子节点；基站根据源节点对拓扑安全性的要求S_req选择建立节点不相交多路径路由，路由需满足P_pkt≤1-S_req。

虽然Alwan所提出的协议提供了防御窃听攻击的思路，但是没有给出明确的P_u计算方法，同时计算操作提高了中间节点的能耗，而且协议中并没有考虑各路径之间逻辑关联性等因素，如果路径之间有交叉节点，当交叉节点被窃听时，增大了网络被窃听的概率。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于多路径的安全传输方法，该方法可以有效降低无线传感器网络被窃听的概率。

技术方案：本发明采用如下技术方案：一种无线传感器网络多路径安全传输方法，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，包括所述传输路径的跳数、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；