[发明专利]一种基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由方法

说明书

本发明公开了一种基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由方法。该方法包括构建包括直接信任模型、间接信任模型和聚合信任模型的适应于LEO卫星网络的信任评估模型；将LEO卫星网络OPSPF路由协议作为原料改造路由协议与构建的适应于LEO卫星网络的信任评估模型进行融合，构建包括动态信任评估处理模块、基础路由模块和动态健康诊断处理模块的基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由模型；采用构建的基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由模型根据每颗卫星节点的信任度进行LEO卫星网络安全路由。本发明采用了信任管理机制对网络内部的恶意节点进行及时有效的检测识别和隔离，降低了恶意卫星节点对于星间数据传输的影响。

技术领域

本发明涉及一种LEO卫星网络安全路由方法，尤其涉及一种基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由方法。

背景技术

LEO卫星通信系统作为未来6G通信时代发展的重要一员，因其兼备通信时延小、覆盖范围广以及发射成本较低等优势，已经受到各国航天研发领域的重点扶持青睐。未来太空中将会有更多的LEO卫星通信系统为实现万物互联提供实时有效的基础网络转发服务。

但是，LEO卫星通信系统又同时具有无线通信媒介开放、高动态拓扑变化、分布式协作以及卫星节点资源受限等特性，这就增加了对路由算法的设计难度。由于暴露在复杂空间环境中的LEO卫星星间链路具有开放性、不稳定性以及通断频繁等特点，所以易遭受来自恶意节点的干扰与攻击。而卫星网络的路由协议则恰恰是诸多攻击行为的首选目标，使得空间中的数据传输面临极大的安全威胁与挑战。具体的攻击分类可按照恶意节点与LEO卫星网络的关系进行划分，分为外部攻击与内部攻击。

(1)外部攻击指的是网络外部的恶意节点对卫星网络内部的节点开展窃听与压制等行为的攻击，对于来自卫星网络外部的各类攻击，通过传统的基于密码学的安全技术方案就能得到有效的解决防护；

(2)内部攻击指的是卫星网络中的正常节点被恶意节点劫持篡改，进而再以合法的身份重新入网，在网络的内部发起诸如黑洞、灰洞等方式的攻击行为。黑洞卫星节点会完全丢弃收到的全部数据分组，灰洞卫星节点则只会丢弃收到的部分数据分组。

然而，对于这种从网络内部发起的攻击行为，传统基于密码学的安全技术方案却无计可施，无法继续保障路由安全性。

目前，针对LEO卫星网络所研究的路由算法，大多数是以服务质量QoS为路由度量进行设计的，仅少数研究在路由决策时考虑了路由转发路径的安全性。而对于从网络内部发起的攻击，信任管理方案具有较优的处理优势。为实现基于信任的安全式路由算法，第一步首先需要提出一种合理可行的信任评估模型，通过信任评估模型，进行恶意卫星节点的及时监测与识别。

但是，因为LEO卫星网络可看成是一种特殊的、具有规律运动特点的移动ad hoc分布式网络，且距离地面较远，难以实现像在地面通信网络中通过第三方可信机构即可实现集中式的网络全部节点的信任度计算。所以需要通过节点间的相互协作认证，来构建分布式的动态信任模型，计算各卫星节点的信任度。可是现有信任模型却不能直接应用于LEO卫星网络，因为卫星网络的频繁拓扑变化以及易产生无线冲突等原因，造成了提供给评估信任的证据抽样空间可能会不完全或不可靠。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于节点信任度的LEO卫星网络安全路由方法，包括以下步骤：

S1、构建包括直接信任模型、间接信任模型和聚合信任模型的适应于LEO卫星网络的信任评估模型，对LEO卫星网络中每颗卫星节点的信任度进行动态评估；