基于非协调跳频的认知无线网络抗敌意干扰协作广播方法，涉及无线网络通信。提供在不影响网络的可扩展性以及通信效率的前提下应用于认知无线网络的一种基于非协调跳频的认知无线网络抗敌意干扰协作广播方法。首先采用源节点与认知用户随机选择信道接入的非协调跳频技术，不仅能够抵御无线网络敌意干扰攻击，同时还克服了传统跳频因需要预先分享密钥从而导致可扩展性差、安全性不高等问题；其次，引入认知用户间的协作广播机制，即让完成广播信息接收的认知用户协助源节点，向网络内剩余的认知用户转发广播信息，从而提高了认知无线网络的通信效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线网络通信，特别是涉及到认知无线网络安全，尤其是涉及一种。
技术介绍
随着无线通信技术的高速发展，无线产品开始走进千家万户，伴随着对更高速率以及更多频谱资源的需求。如今，频谱短缺已成为无线通信发展的瓶颈之一，而认知无线电(Cognitive Radio, CR)[J.Mitola, “Cognitive radio:An integrated agentarchitecture for software defined radio,，，PhD.diss.，Royal Inst.Technol.(KTH), Stockholm, Sweden, 2000.]技术能有效地提高频谱利用率。由于认知无线电采用开放式的频谱和动态接入方式，安全成为制约其发展的重要问题。在认知网络的物理层中，尽管已有的基于加密等上层安全机制依然是保障无线网络安全的核心环节，但是这些技术并没有直接解决针对无线环境的网络攻击[W.Xu，W.Trappe，Y.Zhang，and T.Wood, “Thefeasibility of launching and detecting jamming attacks in wireless networks, ，，InProc.ACM Int.Sym Mobile Ad Hoc Networking and Computing (MobiHoc), 2005, pp.46-57]:具有广播特性的无线信道很容易被遭受敌意干扰攻击。其中，敌意干扰攻击是一种通过占用网络节点通信信道，使合法用户不能进行正常数据转发的拒绝服务攻击。扩频技术被认为是一种能够有效抵御干扰、降低截获概率、提高通信系统安全性能的重要手段。该技术利用伪随机码对被传输的信号的频谱进行扩展，使之占有的带宽远远大于信号本身的带宽，并且，扩频信号本身具有不可预测性，从而使其具有很强的抵御干扰攻击白勺倉泛力。[A.Goldsmith, Wireless Communications.Cambridge, U.Κ.:Cam-bridgeUniv.Press, 2005] o [Lazos L,Liu S,Krunz M.Mitigating control-channel jammingattacks in mult1-channel ad hoc networks[C].Proceedings of the2nd ACMConference on Wireless Network Security, Zurich, Switzerland, 2009]提出随机跳频算法抗内部干扰，同时[Liu Y, Ning P, Dai H, et al.Randomized differentialDSSS:Jamming-resistant wireless broadcast communication[C].Proceedings ofIEEE INF0C0M, San Diego, CA, United states, 2010.]提出随机微分直接扩频机制。虽然传统的扩频技术在一定程度上提高了无线通信抗干扰能力，但是由于在通信开始前发送端与接收端需设定一个共享密钥，即直接扩频的扩频码和跳频通信的跳频图案，这个需求限制了通信的扩展性，尤其在一个动态的、多干扰的网络环境，提前分配共享密钥甚至是行不通[C.Popper, M.Strasser, andS.Cap kun, “Jamming-resistantbroadcast communication without shared keys, ” In Proc.USENIX SecuritySymp., Montreal, Canada, 2009], [R.A.Poisel, “Modern Communications JammingPrinciples and Techniques，，，Norwood, MA: Artech House, 2006]。为了克服传统跳频技术的不足，Leemon[L.Baird, ff.Bahn, M.Collins, Μ.Carlisle, and S.Butler, “Keyless jam resistance,，，In Proc.1EEE Inf.Assuranceand Security Workshop, 2007, pp.143 - 150]。[M.Strasser, C.Popper, S.Capkun, andM.Cagalj, “Jamming-resistant key establishment using uncoordinated frequencyhopping, ” In Proc.1EEE Symp.Security and Privacy, 2008, 64 - 78]率先提出无需共享密钥的跳频方案，通过定义一种能够结合按位或的码字，然后进行有效、可靠的解码，则提出非协调跳频技术来打破传统跳频技术中抗敌意干扰与共享密钥之间的依赖关系。在非协调跳频通信中，源节点与接收节点采取随机信道接入的方式，当接收节点与源节点接入到相同信道时，广播数据包被接收。但这样的随机信道接入降低了系统的通信效率° [M.Strasser, C.Popper, and S.Capkun, iiEffi cient uncoordinated FHSSant1-jamming communication,，，In Proc.ACM Int.Symp.Mobile Ad Hoc Networking andComputing (MobiHoc), New Orleans, LA, 2009],在非协调跳频技术中加入差错控制编码以及单向认证，提高了通信效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供在不影响网络的可扩展性以及通信效率的前提下应用于认知无线网络的一种。本专利技术包括以下步骤:I)认知源节点将广播信息分成等长度的数据包；2)认知源节点检测主用户未使用的频段；3)认知源节点从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入；4)认知源节点随机选择一个数据包广播发送；5)认知源节点判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束广播通信，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤3)；6)认知用户检测主用户未使用频段；7)认知用户从主用户未使用的频段内随机选取一个信道接入；8)认知用户在信道停留时间内持续监听信道；9)信道停留时间内是否检测到广播数据包，若是，则将广播广播数据包传至信息认证模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；10)信息认证模块判定该广播数据包是否初次到达，若是，则将广播数据包传至信息重组模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；11)信息重组模块判定是否已接收到完整广播信息，若是，则向认知网络内所有认知用户广播含本节点信息的ACK信号，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；12)判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束通信，否则启动中继模式；13)中继模式下，认知用户将接收到的完整广播信息分成等长度的数据包；14)认知用户从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入；15)认知用户随机选择本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于非协调跳频的认知无线网络抗敌意干扰协作广播方法，其特征在于包括以下步骤：1)认知源节点将广播信息分成等长度的数据包；2)认知源节点检测主用户未使用的频段；3)认知源节点从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入；4)认知源节点随机选择一个数据包广播发送；5)认知源节点判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束广播通信，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤3)；6)认知用户检测主用户未使用频段；7)认知用户从主用户未使用的频段内随机选取一个信道接入；8)认知用户在信道停留时间内持续监听信道；9)信道停留时间内是否检测到广播数据包，若是，则将广播广播数据包传至信息认证模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；10)信息认证模块判定该广播数据包是否初次到达，若是，则将广播数据包传至信息重组模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；11)信息重组模块判定是否已接收到完整广播信息，若是，则向认知网络内所有认知用户广播含本节点信息的ACK信号，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)；12)判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束通信，否则启动中继模式；13)中继模式下，认知用户将接收到的完整广播信息分成等长度的数据包；14)认知用户从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入；15)认知用户随机选择一个数据包从该信道广播发送；16)认知用户判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束通信，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤14)。...
【技术特征摘要】
1.基于非协调跳频的认知无线网络抗敌意干扰协作广播方法，其特征在于包括以下步骤: 1)认知源节点将广播信息分成等长度的数据包； 2)认知源节点检测主用户未使用的频段； 3)认知源节点从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入； 4)认知源节点随机选择一个数据包广播发送； 5)认知源节点判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束广播通信，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤3)； 6)认知用户检测主用户未使用频段； 7)认知用户从主用户未使用的频段内随机选取一个信道接入； 8)认知用户在信道 停留时间内持续监听信道； 9)信道停留时间内是否检测到广播数据包，若是，则将广播广播数据包传至信息认证模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)； 10)信息认证模块判定该广播数据包是否初次到达，若是，则将广播数据包传至信息重组模块，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)； 11)信息重组模块判定是否已接收到完整广播信息，若是，则向认知网络内所有认知用户广播含本节点信息的ACK信号，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤7)； 12)判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束通信，否则启动中继模式； 13)中继模式下，认知用户将接收到的完整广播信息分成等长度的数据包； 14)认知用户从主用户未使用频段内随机选择一个信道接入； 15)认知用户随机选择一个数据包从该信道广播发送； 16)认知用户判断是否所有认知用户都已收到完整广播信息，若是，则结束通信，否则在信道停留时间结束后重新回到步骤14)。2.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖亮，陈桂权，李燕，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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