[发明专利]一种空间信息网中随机线性网络编码篡改数据的检测方法

摘要

一种空间信息网中随机线性网络编码篡改数据的检测方法，用于空间信息网的安全通信技术领域。源航天器节点计算源消息的同态哈希函数值，并采用随机线性网络编码的方式将源消息及其同态哈希函数值一同转发；自适应地确定需要进行篡改检测的数据包；对确定需要进行篡改检测的数据包进行篡改检测找出被篡改的数据包，并将被篡改的数据包丢弃；本发明根据不同的网络环境配置数据包和节点的篡改检测概率，通过节点间的合作，自动调节这两个篡改检测概率并根据这两个篡改检测概率自适应地确定需要进行篡改检测的节点和数据包，可以降低数据包篡改检测次数，缩短污染消息的传输距离，且采用二分法查找数据包中具体被篡改的信息可以明显的减小查找的时间。

主权项

1.一种空间信息网中随机线性网络编码篡改数据的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在空间信息网中，源航天器节点计算源消息的同态哈希函数值，并采用随机线性网络编码的方式将源消息及其同态哈希函数值一同转发；步骤2：自适应地确定空间信息网中需要进行篡改检测的数据包；包括如下内容：航天器节点b监听到其邻节点发送的消息后，自适应地确定是否需要在节点b处对来自于其k个邻节点的k个数据包进行篡改检测，k≥1；步骤2.1：节点b从其自身缓存的邻节点安全级别表中查找向其发送消息的k个邻节点，且对于k个邻节点中的节点N_i，i＝1，2，…，k，若节点N_i在节点b的邻节点安全级别表中，则节点b从其邻节点安全级别表中查找到节点N_i的安全级别，并执行步骤2.2；若节点N_i不在节点b的邻节点安全级别表中，则执行步骤2.3；步骤2.2：节点N_i的安全级别是否为不安全，是，则确定需要在节点b处对自于节点N_i的数据包进行篡改检测，否，则执行步骤2.3；步骤2.3：由节点b生成一个随机数Random(0，1)；步骤2.4：判断是否Random(0，1)≤Max(P_d，i，P_s)，是，则确定需要在节点b处对来自于节点N_i的数据包进行篡改检测，否，则确定不需要在节点b处对来自于节点N_i的数据包进行篡改检测，且节点b将来自于节点N_i的数据包的篡改检测概率由P_d，i提高至P′_d，i；所述P_d，i为节点N_i向节点b发送的数据包的篡改检测概率，且P_d，i≤1，保存于该数据包中；所述P_s为节点b的篡改检测概率，且P_s≤1，保存于节点b中；所述P′_d，i＝Min(ε×P_d，i，1)，其中ε＞1，ε是根据网络环境预先设置的数据包篡改检测概率调节因子；步骤3：对步骤2中确定的需要进行篡改检测的数据包进行篡改检测找出被篡改的数据包，并将被篡改的数据包丢弃；包括如下步骤：步骤3.1：判断在节点b处需要进行篡改检测的数据包个数是否大于等于2，否，则执行步骤3.2，是，则执行步骤3.3；步骤3.2：判断在节点b处需要进行篡改检测的数据包个数是否为零，是，则节点b对其收到的所有数据包进行随机线性网络编码，并执行步骤3.8；否，即节点b处需要进行篡改检测的数据包个数为1，则检测该一个数据包是否被篡改，是，则节点b将检测出的被篡改的数据包丢弃，并将剩余的数据包进行随机线性网络编码，再执行步骤3.7；否，则节点b对其收到的所有数据包进行随机线性网络编码，并执行步骤3.8；步骤3.3：节点b对其接收到的k个原始数据包进行随机线性网络编码，得到编码数据包；步骤3.4：在节点b处检测编码数据包中是否含有被篡改的原始数据包，否，则执行步骤3.8；是，则执行步骤3.5；步骤3.5：采用二分法找出含有被篡改的原始数据包的编码数据包中被篡改的原始数据包；步骤3.6：当前节点b将检测出的被篡改的数据包丢弃；步骤3.7：将当前节点b的篡改检测概率P_s重置为1，且将向其发送篡改数据包的邻居节点N_i在节点b的邻节点安全级别表中的安全级别降级，并转至步骤3.9；步骤3.8：节点b将其篡改检测概率由P_s降低为P′_s＝θ×P_s，其中0＜θ＜1，θ是根据网络环境预先设置的节点篡改检测概率调节因子；步骤3.9：节点b将已丢弃了篡改数据包的编码数据包发送至下游节点，转至步骤4；步骤4：结束。