本发明专利技术公开了一种认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道选择方法，涉及认知无线网络安全领域。该方法包括以下步骤：S1：CA生成随机数序列矩阵R分配给M个认知用户，CA计算其Hash发送至DB；S2：认知用户SUj进行信道申请；S3：BSj收集t时刻收到的所有信道申请信息，BSj处理信道申请信息后发送给DB；S4：DB进行身份验证与信息反馈；S5：为通过验证的认知用户分配信道；S6：BSj在DB中注册信道使用信息。本发明专利技术不仅能够有效防止认知用户的位置隐私泄漏，从计算复杂度、通信开销等方面考虑，能更好地适应动态频谱变化的认知无线电网络，而且操作比较简单，便于人们使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及认知无线网络安全领域，具体涉及一种认知无线电网络中基于 Hash(散列）匹配的自共存信道选择方法。
技术介绍
随着无线通信需求的增加，无线信道越来越拥挤；为了解决频谱资源奇缺问题，认 知无线网络应用而生。基于大多数频段已经固定分配给授权用户（主用户）的现实，认知 无线网络允许非授权用户（认知用户）在不影响主用户的前提下，伺机接入授权频段，从而 缓解频谱资源的紧张问题，提高资源利用率。 认知无线网络使用时，因为主用户行为的不确定性，所以认知用户的可用频谱会 随着时间而变；与此同时，认知用户的移动性也使得可用频谱不断变化。频谱捷变和认知用 户的移动性为认知无线网络带来了更多的挑战；由于可用频谱的区域变化，用户的位置和 其使用的频谱之间有着不可分割的联系，即通过用户的信道使用信息可以获取用户的相关 地理位置信息。攻击者利用认知无线电这一特点，可以判断和定位认知用户，从而发送垃圾 短信、提供虚假信息、推断用户住址、工作地点、职业与社交信息等，严重侵犯用户的隐私， 并造成不可预估的危害。 在DB(DataBase，数据库）驱动的频谱分配方法中，认知用户需要接入空闲信道 与其他认知用户通信，首先需要向基站发送包含位置信息的信道申请。基站收到信道申请 信息后，转发信息至DB，从DB中获得此认知用户所在区域的SAI(SpectrumAvailability Infor-mation，可用频谱信息），并将SAI发送至认知用户。认知用户根据SAI选择一个信 道，并在DB中注册此信道。 因为频谱使用信息与认知用户的位置密切相关，所以若DB感兴趣于收集认知用 户的频谱使用信息，或恶意用户欲通过DB获得认知用户的频谱使用信息，就会造成认知用 户的位置信息泄漏，从而导致相关隐私信息暴露。例如，某公司想追踪自己的雇员、娱乐餐 饮等行业企图为认知用户的智能终端等设备注入广告信息以及其他目的的获取用户的位 置信息等。因此，认知无线电网络中，隐私信息的保护尤其重要。 攻击者通过认知用户的信道使用情况，推断认知用户的位置，从而进行精确定位， 此种攻击是由于信道使用信息的泄漏而导致的用户位置隐私暴露问题。 目前，避免认知无线电网络受到攻击的方法一般为：在DB驱动的认知无线电网络 中利用盲因子隐藏用户的位置信息，同时提出一种基于预测的频谱使用协议，通过选择状 态较稳定的信道来减少切换，从而降低攻击者成功推断认知用户位置信息的概率。 但是，上述方法需要根据每个认知用户存储可用信道的使用频率判断信道的稳定 性后，利用信道稳定程度进行信道选择，操作比较复杂，不便于人们使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种认知无线电网络中基于 Hash匹配的自共存信道选择方法。本专利技术通过Hash匹配和临时标签来隐藏认知用户的身 份；本专利技术使用时，DB通过自共存机制分配信道、并利用基站统一注册方式，保护认知用户 的位置隐私。分析表明，不仅能够有效防止认知用户的位置隐私泄漏，而且操作比较简单， 便于人们使用。 为达到以上目的，本专利技术提供的认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道 选择方法，包括以下步骤： S1 :认证中心CA生成随机数序列矩阵R，R= {R"}，（1彡m彡N)，（1彡n彡N); CA根据R计算散列Hash矩阵H、并将H发送至数据库DB;CA将R以行为单位将mXn个随 机数随机分配给M个认知用户，认知用户S%获得的随机数序列集合记L(1彡j彡M)，转 到步骤S2 ; 32:5%通过控制信道向其所在的区域(^_中的基站BSj，发送加密的信道申请信息 E^O^，t)，t为时间，转到步骤S3 ; S3 :BSj收集t时刻收到的所有EBSj、并将收到的序列串解密，得到一系列次级用户 信息R^BS」为每个R&均打上标签后重新加密，每个R&的标签和对应的随机数信息形成加 密信息；BS靡每个R&的加密信息发送至DB，转到步骤S4 ; S4 :DB对加密信息中的随机数进行解密后，进行Hash计算得到随机数的Hash值， 随机数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证；DB将通过验证的标签 和中的可用频谱信息加密形成可用信道信息后，发送至BS』，DB删除H中匹配过的Hash 值，转到步骤S5 ; S5 :BSd艮据可用信道信息为通过验证的认知用户分配信道，转到步骤S6 ; S6 :BSj在DB中注册信道使用信息。 在上述技术方案的基础上，步骤S1中CA计算Hash矩阵H的公式为：【主权项】1. 一种，其特征在于，包括以 下步骤： Sl :认证中心CA生成随机数序列矩阵R，R = {R"}，（1彡m彡N)，（1彡η彡N) ;CA根 据R计算散列Hash矩阵H、并将H发送至数据库DB ;CA将R以行为单位将mXn个随机数 随机分配给M个认知用户，认知用户S%获得的随机数序列集合记R 彡j彡M)，转到步 骤S2 ; 32:5%通过控制信道向其所在的区域C』中的基站BSj，发送加密的信道申请信息 E^O^，t)，t为时间，转到步骤S3 ; 53 :BS^收集t时刻收到的所有E ^、并将收到的序列串解密，得到一系列次级用户信息 1? ;BS」为每个R &均打上标签后重新加密，每个的标签和对应的随机数信息形成加密信 息；BS靡每个R &的加密信息发送至DB，转到步骤S4 ; 54 :DB对加密信息中的随机数进行解密后，进行Hash计算得到随机数的Hash值，随机 数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证；DB将通过验证的标签和C j 中的可用频谱信息加密形成可用信道信息后，发送至BSj,DB删除H中匹配过的Hash值，转 到步骤S5 ; 55 :BSd艮据可用信道信息为通过验证的认知用户分配信道，转到步骤S6 ; 56 :BSj在DB中注册信道使用信息。2. 如权利要求1所述的，其特 征在于：步骤Sl中CA计算Hash矩阵H的公式为：3. 如权利要求1所述的，其特 征在于：步骤S3中的85」为每个1^均打上标签后重新加密，每个％的标签和对应的随机 数信息形成加密信息，具体包括以下步骤出5」选择标签tag μ对随机数打上标签，加密信息 为 EDB ((Utag/ 0。4. 如权利要求3所述的，其特 征在于：步骤S4中的随机数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证，具 体包括以下步骤：判断随机数的Hash值与H的Hash值是否匹配成功，若是，DB向BS j发送 可用信道集合的加密信息eA (taApsW)，其中SjS C」范围内可用信道集合；否则DB向BS j 发送 Ebs (么 Sj5t)。5. 如权利要求3所述的，其 特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：BS j解密可用信道信息，验证tag μ是否匹配成功，若 是，在Cj范围内的S」中选择一条最合适的信道ch」，将Chj加密后的加密信息发送至SU」，加 密信息为Iui(dVt);否则不分配信道信息。6. 如权利要求5所述的，其特 征在于：步骤S6中的信道使用信息为EDB(BSj，ch，t)。7. 如权利要求1至6任一项所述的认知无线电网络中基于Has本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种认知无线电网络中基于Hash匹配的自共存信道选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：认证中心CA生成随机数序列矩阵R，R＝{Rmn}，(1≤m≤N)，(1≤n≤N)；CA根据R计算散列Hash矩阵H、并将H发送至数据库DB；CA将R以行为单位将m×n个随机数随机分配给M个认知用户，认知用户SUj获得的随机数序列集合记Rj(1≤j≤M)，转到步骤S2；S2：SUj通过控制信道向其所在的区域Cj中的基站BSj，发送加密的信道申请信息EBSj(Rj1，t)，t为时间，转到步骤S3；S3：BSj收集t时刻收到的所有EBSj、并将收到的序列串解密，得到一系列次级用户信息R次；BSj为每个R次均打上标签后重新加密，每个R次的标签和对应的随机数信息形成加密信息；BSj将每个R次的加密信息发送至DB，转到步骤S4；S4：DB对加密信息中的随机数进行解密后，进行Hash计算得到随机数的Hash值，随机数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证；DB将通过验证的标签和Cj中的可用频谱信息加密形成可用信道信息后，发送至BSj，DB删除H中匹配过的Hash值，转到步骤S5；S5：BSj根据可用信道信息为通过验证的认知用户分配信道，转到步骤S6；S6：BSj在DB中注册信道使用信息。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李红宁，裴庆祺，徐蕾蕾，马立川，谢敏，王祥，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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