一种物联网中传感器发出数据包安全传输到基站的方法技术

一种物联网中传感器发出的数据包安全传输到基站的传输方法，通过当前发送数据包在物联网中的剩余时间延迟TZ计算出最优最优可变夹角θ；在以源节点和基站连线为基准的[‑θ/2,θ/2]扇形区域内，沿着基站方向广播请求发送包给所有邻居节点，邻居节点接收到该请求发送包后等待一个退避时间后回复一个响应包；查看当前的源节点与基站之间的距离是否在当前的源节点的通信半径r2内，若是直接将发送数据包发送到基站，完成数据传输任务；当判断为否时，源节点[‑θ/2,θ/2]扇形区域内随机选择一个回复了响应包的邻居节点作为中继节点并将数据包发送给该中继节点；中继节点在收到数据包后相应地回复一个确认包，然后该中继节点作为源节点，重复上述过程直到数据包被传输至基站。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据包传输方法，属于无线传感器网络安全

技术介绍
近年来，随着无线通信、微电子技术和传感器设备等领域陆续取得新的进展，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)得到了显著发展。无线传感器网络作为物联网的重要组成部分，被认为是21世纪最具有应用前景的技术。无线传感器网络通常被部署在无人值守的区域，外部环境比较恶劣，在战争环境、社会生活、工业管理等方面有很好的应用前景，已经引起了越来越多的重视。不久之后，无线传感器网络将会应用到社会的各个方面，给人们的日常生活带来很大的便利。无线传感器网络由一系列廉价、能耗低、效率高的传感器节点组成，节点间共同协作感知、采集和处理被监测对象的信息然后通过多跳的方式进行无线通信，最终将消息发送给一个接收器。大部分无线传感器网络的研究将能量的高效使用、最大化网络生命周期作为网络设计的首要目标，并没有考虑网络的安全问题。但传感器网络本身的特点决定了其安全问题不容忽视。位置保护问题即为保护无线传感器网络中关键节点位置信息，防止无关的人或攻击者获取这些节点的物理位置并进行攻击。无线传感器网络的一个重要应用就是监测敏感对象，距离监测对象最近的节点作为源节点并将收集到的信息封装成数据包逐跳周期性地发送到基站。然而，节点间使用不可靠的无线媒介进行通信使得攻击者比较容易实现数据窃听和流量分析，最终追踪到数据包的发送者。源节点在无线传感器网络中起到关键作用，其位置保护相当重要。如何延长攻击者追踪到源节点的时间是目前源节点位置保护研究的重点。目前已有学者通过幻影源、虚假路径、机会路由等方法延迟追踪到源节点位置的安全时间。Kamat等人提出了幻影路由方案。幻影路由包括两个阶段，源节点首先经过一个随机步后到达幻影源节点，然后通过泛洪路由方式将数据包传输到基站。通过最短路径方式代替泛洪路由方式，称为最短路径路由方案(PSRS)。与此同时Kamat等人也通过理论分析表明：经过纯粹随机h跳后，大部分幻影源节点距离真实源节点较近。为了更好地提高源节点的安全性，基于夹角的动态路由方案(ADRS)被提出，该方案在进行从源节点到基站的传输过程中，使每跳的候选节点都是从一个固定夹角区域随机选择。中国专利授权公开号：CN103327486A，授权公开日2013年9月25日，公开了一种无线传感器网络的汇聚节点位置隐私保护方法，专利技术为了避免在数据传输中因流量漏斗现象而泄露Sink节点位置，采用伪装Sink节点混淆攻击者的判断；由Sink节点的每个邻居节点的路由表信息确定伪汇聚节点；让部分节点产生虚假分组从而降低通信负荷。该技术方案的不足之处是不能对源节点位置隐私进行保护。归纳起来现有的源节点位置隐私保护方法还存在如下问题：通过幻影路由方法，由于大部分幻影源节点距离真实源节点较近，使得源节点位置安全受到威胁；基于夹角的动态路由方案(ADRS)，虽在一定程度上能保护源节点位置隐私，但使得网络平均延迟抖动性差并且产生网络的时间延迟。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，实现源节点到基站安全防攻击地传输过程中尽可能地减少传输过程中的时间延迟，提供了一种物联网中传感器发出的数据包安全传输到基站的传输方法。一种物联网中传感器发出的数据包安全传输到基站的传输方法，用于在由多个传感器节点组成的物联网中将源节点发出的发送数据包安全地转发给基站，其特征在于包括以下步骤：步骤一，当生成或接收到发送数据包的源节点通过当前发送数据包在物联网中的剩余时间延迟TZ和以下公式计算最优最优可变夹角θ， θ = - b + b 2 - 4 a c 2 a . ]]>物联网中的源节点和基站位置服从泊松分布，其中， a = 1 6 T z 2 ( r 2 3 - r 1 3 ) 3 ( r 2 2 - r 1 2 ) ]]> b = λ ( r 2 2 - r 1 2 ) ( CTS s T r ) || S D || ]]> c = || S D || [ DATA s + RTS s + ACK s T r + T b a c k o f f ] - T r 2 ( r 2 3 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网中传感器发出的数据包安全传输到基站的传输方法，用于在由多个传感器节点组成的所述物联网中将源节点发出的发送数据包安全地转发给基站，其特征在于包括以下步骤：步骤一，当生成或接收到所述发送数据包的所述源节点通过当前所述发送数据包在所述物联网中的剩余时间延迟TZ和以下公式计算所述最优可变夹角θ，θ=-b+b2-4ac2a.]]>所述物联网中的所述源节点和所述基站位置服从泊松分布，其中，a=16Tz2(r23-r13)3(r22-r12)]]>b=λ(r22-r12)(CTSsTr)||SD||]]>c=||SD||[DATAs+RTSs+ACKsTr+Tbackoff]-Tr2(r23-r13)3(r22-r12).]]>r2表示所述源节点的通信半径，r1表示所述源节点与自己距离最近点的的最短距离，λ表示泊松分布密度，Tr表示响应包CTS、发送数据包DATA、请求发送包RTS、确认包ACK的传输速率，||SD||表示所述源节点到所述基站的距离，CTSs、DATAs、RTSs、ACKs表示响应包CTS、发送数据包DATA、请求发送包RTS、确认包ACK的包的大小，Tbackoff表示退避时间；步骤二，在以所述源节点和所述基站相连而成的基线L为基准的[‑θ/2,θ/2]扇形区域内，沿着所述基站方向广播请求发送包RTS给所有邻居节点，最靠近所述基站的邻居节点接收到该请求发送包RTS后等待一个退避时间Tbackoff后回复一个响应包CTS；步骤三，查看当前的源节点与所述基站之间的距离是否在当前的源节点的通信半径r2内，当判断为是时，当前的源节点直接将发送数据包DATA发送到所述基站，完成数据传输任务；步骤四，当判断为否时，当前的源节点在步骤二中的[‑θ/2,θ/2]扇形区域内随机选择一个回复了响应包CTS的邻居节点作为中继节点并将数据包DATA发送给该中继节点；步骤五，所述中继节点在收到步骤四中所述的数据包DATA后相应地回复一个确认包ACK，然后该中继节点作为源节点重复步骤一。...

【技术特征摘要】
1.一种物联网中传感器发出的数据包安全传输到基站的传输方法，用于在由多个传感器节点组成的所述物联网中将源节点发出的发送数据包安全地转发给基站，其特征在于包括以下步骤：步骤一，当生成或接收到所述发送数据包的所述源节点通过当前所述发送数据包在所述物联网中的剩余时间延迟TZ和以下公式计算所述最优可变夹角θ， θ = - b + b 2 - 4 a c 2 a . ]]>所述物联网中的所述源节点和所述基站位置服从泊松分布，其中， a = 1 6 T z 2 ( r 2 3 - r 1 3 ) 3 ( r 2 2 - r 1 2 ) ]]> b = λ ( r 2 2 - r 1 2 ) ( CTS s T r ) | | S D | | ]]> c = | | S D | | [ DATA s + RTS s + ...

【专利技术属性】
技术研发人员：许拥晶，刘亚，杨懿森，宋梁，崔文洋，苏凡军，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31