[发明专利]一种基于多属性决策的无线传感器网络安全路由方法

摘要

本发明公开了一种基于多属性决策的无线传感器网络安全路由算法，基于无标度拓扑的度分布特点，综合考虑网络的性能要求，将能量传输效率、负载、丢包率加入到多属性决策模型中，通过相对熵的概念来平衡多种属性因子，节点确定到基站的最小跳数，构建其前向邻居列表，根据决策模型从前向邻居列表中选择最优的路由节点。本发明可有效规避选择性转发攻击、均衡网络能量、延长网络生命周期。

主权项

一种基于多属性决策的无线传感器网络安全路由算法，其特征在于：所述算法通过构建节点的模型来分析其信任程度，进而做出合理的路由选择，整个算法主要包含两部分：多属性决策模型的构建和路由发现；多属性模型的构建在于通过节点间的信息交换，获得节点自身生存状态，根据这些信息建立每个节点的多属性决策模型，从而对节点的行为以及状态做出评判，为接下来的路由发现过程做准备；路由发现过程主要分为网络初始化阶段、路由建立阶段、路由更新阶段；(1)网络初始化阶段节点部署后，首先要构建前向邻居列表，所有节点以最大通信半径定时发送初始数据包，在初始数据包中设置距离跳数请求标志，位于离基站一跳的节点将收到来自基站的答复，从而确定其一跳节点，未确定自身跳数的节点继续广播跳数请求，确定了自身跳数的节点给予未确定自身跳数的节点回复，从而使所有节点都确定自身到基站的跳数；在网络中的所有节点确定自身跳数后，节点以最大通信半径向其邻节点发送路由请求，节点在收到其他节点发送的路由请求后，根据节点的跳数，判断是否为其前向邻居，构建前向邻居列表，与此同时，网络中的节点通过周期性的广播HELLO包来获取其前向邻居列表中节点的ID号、能量传输效率、丢包率、负载等信息；(2)路由建立阶段任意节点i在转发数据之前，首先查看前向邻居信息列表中各节点的属性值和状态标志位SI，如果状态标志位为“1”，则进行下面的计算：根据节点的属性值，求出评价矩阵A，得出各个属性的权重，计算节点的决策值，节点通过比较决策值的大小，选择最优的转发节点；(3)路由更新阶段在网络运行一段时间后，为了能使数据包安全到达基站，高丢包率的节点应退出数据转发；规定当节点丢包率高于阈值Eth时，该节点能够退出数据转发工作中，阈值Eth为网络能够容忍的最高丢包率；并规定网络中的节点每隔一段时间T会重新计算其前向邻居列表中节点的属性值，之后就要进入转发节点调整阶段。