[发明专利]面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法

说明书

本发明公开了面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法，属于抵御选择性转发攻击和级联失效的路由方案领域，包括以下步骤：建立选择性转发攻击模型；在选择性转发攻击模型下，基于多项式原理的自适应路由方法，给定一对源和目的节点及需路由的数据信息，使用数据可恢复的自适应路由方法将数据信息传输到目的节点；分析路由方法的级联失效的影响，建立级联失效模型，评估路由方法应对蓄意攻击时网络的级联失效抗毁性。本发明的路由方法不受不相交的最短路径数量的限制，能恢复原始数据信息，抵御选择性转发攻击，而且有助于实现负载合理分配，避免网络中因负载量分布不均而导致鲁棒性降低，从而防止触发网络的大规模级联失效现象。

技术领域

本发明涉及抵御选择性转发攻击和级联失效的路由方案领域，尤其是面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法。

背景技术

选择性转发攻击作为一种普遍存在于网络中的攻击方式，网络中恶意节点会选择性的丢掉部分或者根本不转发敏感信息，从而造成有效数据的缺失，破坏数据的正常收集，进而影响网络的正常运行。级联失效是一个或少数几个节点或连线的失效通过节点之间的耦合关系引发其他节点也发生失效，并最终在整个系统中导致故障传播的网络故障模式。在无标度网络中，选择性转发攻击较为常见，级联失效问题尤为严重，因此抵御无标度网络中的选择性转发攻击和级联失效具有重要的意义。路由方法是一种自定义的数据包转发路由机制，科学良好的路由方法是将数据信息完整可靠传输到目的节点的重要保证，因此路由方法的规划设计具有十分重要的价值。

抵御选择性转发攻击的方式主要集中于增加冗余，选择性转发攻击是选择性丢掉或者根本不转发敏感信息，这会降低网络发生级联失效的概率，但是增加冗余进行数据恢复的方式会增加网络负载，于是会降低网络抵御级联失效的鲁棒性，因此设计一种既能通过增加冗余来恢复原始数据从而抵御选择性转发攻击，又能避免冗余量过多以致网络抗毁性能降低的路由方法变得尤为重要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法，不受不相交的最短路径数量的限制，能恢复原始数据信息，抵御选择性转发攻击，而且有助于实现负载合理分配，避免网络中因负载量分布不均而导致鲁棒性降低，从而防止触发网络的大规模级联失效现象。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法，包括以下步骤：

S1、建立选择性转发攻击模型；

S2、在选择性转发攻击模型下，基于多项式原理的自适应路由方法，给定一对源和目的节点及需路由的数据信息，使用数据能够恢复的自适应路由方法将数据信息传输到目的节点；

S3、分析路由方法的级联失效的影响，建立级联失效模型，评估路由方法应对蓄意攻击时网络的级联失效抗毁性。

本发明技术方案的进一步改进在于：S1具体包括以下步骤：

S1.1建立恶意节点的选择性行为模型；

选用节点的度作为节点重要度的评估指标，假设已知网络规模N和恶意节点数量M，当节点h向节点f传输数据时，节点h被节点f攻击的概率为：

式中，为节点f是恶意节点的概率，P_h为节点h被恶意节点f攻击的概率，k_i为节点i的度，为节点f的邻居节点集合；

S1.2建立恶意节点发动攻击模型；

其攻击强度用θ衡量，即：

式中，L_hf表示节点h向节点f发送的需节点f转发的数据包数，D_hf表示恶意节点f丢弃的来自节点h需其转发的数据包数量。