[发明专利]一种基于角色层级化的无线传感网安全路由方法

摘要

本发明涉及一种基于角色层级化的无线传感网安全路由方法，将无线传感网节点划分为汇聚节点、安监节点、簇首节点、普通节点。利用Voronoi图对网络进行分簇，通过Dijkstra优化算法建立全网路由。簇首节点收集普通节点数据，融合并发送给汇聚节点，将普通节点数据和融合数据发送给邻近安监节点；安监节点对普通节点和簇首节点进行信誉评估，维护信誉集，将结果发送给汇聚节点，向汇聚节点进行报告异常节点；汇聚节点收集簇首节点感知数据和安监节点信誉报告、异常报告，核实报告真实性，处理异常行为节点、维护网络拓扑。该机制有助于补齐传统模式的安全短板，强化网络节点的不同角色和功能定位，保障无线传感网的路由安全和数据安全。

主权项

1.一种基于角色层级化的无线传感网安全路由方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：针对网络中随机分布的普通节点，利用最优簇首数机制获得本轮簇首个数K；S2：获得当前运行时间now_time，若now_time高于100s则进入安监节点选举阶段，跳转至步骤S3；否则，省去安监节点选举，跳转至步骤S4；S3：根据安监节点选举机制获得U个安监节点；S4：通过S1中得到的最优簇首个数K和簇首选举机制得到K个簇首；S5：利用Voronoi图原理依照选举的簇首节点进行网络区域划分并得到K个簇；S6：通过簇首维护机制并建立簇内路由，即普通节点与簇首节点之间的路由；S7：改进Dijkstra路径优化算法，簇首节点根据其余簇首与汇聚节点的距离以及信誉值进行决策连接并实现全网路由；S8：获得当前运行时间now_time，若now_time高于100s则进入安监节点路由阶段，跳转至步骤S9；否则，跳转至步骤S10；S9：安监节点与簇首建立路由，基于簇首发送的数据对普通节点和簇首节点进行信誉评估；S10：针对新建立的无线传感网络模型，通过综合信誉评估机制与汇聚节点间隔考察机制得出节点信誉值Dk；若节点信誉值Dk低于节点最低信誉阈值Dk_threshold，则该节点退出网络；S11：通过簇首维护机制，检查各个簇首节点的能量ENCluster_head，若簇首节点能量ENCluster_head满足：ENCluster_head>0.836ENavg其中ENavg表示簇内节点的平均剩余能量，则省去成簇过程进入信誉评估阶段，跳转至步骤S8；否则，进行新一轮簇首选举，跳转至步骤S1；当能量过低且节点大面积死亡时该网络结束。