[发明专利]一种异构融合网络的无缝可信跨域路由系统及其控制方法

说明书

本发明属于跨域路由技术领域，公开了一种异构融合网络的无缝可信跨域路由系统及其控制方法，所述异构融合网络无缝可信跨域路由系统的控制方法包括：通过信任计算方法和激励机制评估网络节点的信任值并激发其诚实行为；进行用于跨域路由的智能合约的发布，并确定网络状态更新的过程；设计AR‑DRL算法，该算法基于区块链和DDPG算法以获得最佳路由策略，实现无缝的跨域路由。本发明通过智能合约和机器学习算法实现自动跨域路由；通过激励机制和共识机制来提高路由节点的可信度；根据注册过程中运营商提供的网络状态信息，远程评估路由过程中网络状态信息的真实性，能够抵抗网络运营商的伪造和串通攻击，确保了路由信息的真实性和可靠性。

技术领域

本发明属于跨域路由技术领域，尤其涉及一种异构融合网络的无缝可信跨域路由系统及其控制方 法。

背景技术

目前，移动通信以不可阻挡的趋势持续快速发展。随着移动网络系统的飞速变革，5G将渗透到 物联网等领域，与工业设施、医疗服务、交通运输等领域深度异构融合，全面实现万物互联，有效满 足工业、医疗、交通等垂直行业的信息服务需求。毫无疑问，未来通信系统将在现有5G的基础上进 一步发展，后5G甚至未来的6G将成为通信技术发展最有前景的方向。6G很可能是一个天地一体化 异构融合网络。相较于传统单一网络，一体化异构融合网络(Integrated ConvergedHetNets)是将多种 异构网络融合而成的。因不同网络具有不同的体系结构和特点，该一体化异构融合网络具有网络异构 性、拓扑结构时变性、自组织性、通信链路开放性、高时延性、大规模性等特点，这些特点使该异构 融合网络面临多个方面和不同层次的安全威胁。

路由安全是网络安全的核心问题之一，它决定了网络数据传输的质量和性能。与传统地面网络 相比，一体化异构融合网络的开放和异构特性使其路由更易遭受路由控制信息窃取、篡改、伪造、重 放以及拒绝服务等攻击，从而导致网络性能严重下降甚至整个网络瘫痪。此外，一体化异构融合网络 的时变性易造成路由信息的快速变化，高动态性易降低系统的效率，从而使网络难以保证高效的资源 利用率和QoS需求。因此，如何在一体化异构融合网络中实现安全可信路由是该网络实用化的关键。

特别地，由于一体化异构融合网络的特性(诸如异构性，拓扑时变性，自组织性，通信链路的 开放性，高延迟和大规模性)，很难建立单个中心实体来管理整个网络的路由。同时在该异构融合网 络中，不同网络的身份认证中心需要频繁交换大量信息，这使得信息管理变得非常复杂，难以确保一 致性和可信性。另外，由于不同网络的认证中心之间不能完全信任对方，难以实现不可否认性。总之， 与传统的单个网络相比，一体化异构融合网络的开放性和异构性使路由更容易受到攻击。因此，在一 体化异构融合网络中建立一个通用的可信平台，实现可信路由仍面临巨大挑战。

为了确保路由的可信性，已经有一些研究被提出。但是，大多数现有工作仅适用于单一的网络， 或只提供在特定场景下可行的路由方案，这些研究很难应用于一体化异构融合网络场景，以至于无法 确保其路由的安全性和自主性。

由于异构融合网络的特定特性，很难建立一个单一的中心实体来统一管理整个网络，也就是说， 使用集中式架构很难获得足够的安全性，因此，异构融合网络的跨域路由需要相关网络运营商之间的 合作。区块链作为一种分布式可信平台，具有去中心化、高容错性、信息一致性和可追溯性等优点， 可以为异构融合网络中的跨域路由提供良好的解决方案。

(1)传统的单自治域路由

当前，有许多针对单自治域的路由方案。它们中的大多数集中在某种特定网络的路由问题上， 例如移动自组织网络的路由、地面网络的路由、基于IP的卫星网络路由、空间网络的路由、卫星的 路由以及基于延迟容忍网络(DTN)的路由等。其中DTN协议广泛用于空间和地面网络环境。然而， 尽管路由协议已被广泛研究，但大多数路由主要适用于地面网络场景，例如传染性路由、概率路由、 社会属性路由以及适用于车辆网络的路由等。