一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法技术

本发明专利技术涉及一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法，属于通信技术领域。该方法针对机会网络中，节点的自私行为导致现有的路由机制无法正常工作，从而造成网络性能退化，以及已有的基于虚拟币激励算法存在很多局限性，不能检测到持有大量虚拟币节点的自私性，造成这些自私节点的存在，激励算法并没有实质性地鼓励节点间的合作等问题，通过一种基于虚拟币激励机制的节点检测策略，主要是在虚拟币支付策略运行一段时间后，通过对活跃节点的周期性检测，判断这些活跃节点该节点是否出现偏好自私性，并对出现偏好自私性的活跃节点进行惩罚、降低其服务等级，从而合理地激励节点间的合作，同时有效地提高网络的平均传输时延和成功交付率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，设及机会网络中自私节点的激励算法，特别设及一种 机会网络中基于币值信息的节点检测方法。
技术介绍
[000引 机会网络（opportunisticnetworking, 0脚不同于传统的移动自组织网络(mobileAd-hocnetworks,MANET)，网络中节点间的消息传输并不需要一条完整的通信路 径，节点之间的通信是通过彼此之间的相互转发完成的。机会网络中节点间消息的传输采 用了 "存储-携带-转发"（store-carry-forward)模式，该种模式给机会网络带来了巨大 的应用潜力和挑战。 目前，大量专家和研究人员投身到机会网络的相关研究中，其中，机会网络相关 路由机制的研究得到了迅速的发展，人们提出了很多有效提高网络性能的路由算法，如 epidemicrouting,sprayandwait等路由算法。但是，该些路由算法都是在假设了网络 中进行消息传输的节点之间是完全合作的前提下实现的。然而，事实上由于网络中节点的 能量、缓存空间和带宽的有限性W及节点各自的偏好性等，网络中的节点之间并不是完全 合作的，网络中的节点会表现出一定的自私性，造成了网络性能的降低。 针对节点的自私性，人们提出了各种激励机制来激励节点的合作，其中，由于机 会网络的特殊性质，使得基于声誉的策略和基于TFT(tit-化r-tat)的策略研究较少，基 于虚拟币支付的策略被广泛研究，而且也提出了几个比较经典的激励策略。如MobiCent 机制（参见文献：ChengGang,SongMei,ZhangYongetal.Routingprotocolbased onsocialcharacteristicsforopportunisticnetworks.TheJournalofChina UniversitiesofPostsandTelecommunications, 2014, 21(1) :67_73.)的主要思想是 使用MDR(multiplicativedecreasingreward)算法计算报酬，有效解决了机会网络中 的边缘注入和边缘隐藏攻击问题，激励了网络中节点的合作。FRAME方案（参见文献；LI Feng,WUJie.FRAME:aninnovativeincentiveschemeinvehicularnetwork// ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonCommunications2009. 化esden:IE邸，2009:1-6.)的主要思想是将虚拟币策略分为加权奖励部分和抽奖部分。其 加权奖励部分利用函数计算节点权重，并根据所求的权重分配节点奖励，而抽奖部分是给 参与转发并成为中奖者的节点固定的奖赏。通过虚拟币的方式激励了机会网络中节点的合 作，有效解决了网络中节点的自私性问题，提高了网络的性能。 然而W上基于虚拟币支付的激励策略存在很多不足；基于虚拟币的激励机制需要 节点间通过支付一定的虚拟货币来完成转发服务，该就需要网络中有一个可信任的第=方 信任机制，并且在该策略中网络拓扑的构建需要假设节点具有全局知识，该在延迟容忍的 机会网络中显然是很难实现的。此外，基于虚拟币的激励机制只针对最初的节点自私性进 行处理，并没有对后期活跃节点出现的自私偏好性进行监督管理，使得网络中具有偏好自 私性的富裕节点的存在，导致网络性能的下降。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种机会网络中基于币值信息的节点检测方 法，该方法主要是在虚拟币支付策略运行一段时间后，通过对活跃节点的周期性检测，判断 该些活跃节点该节点是否出现偏好自私性，并对出现偏好自私性的活跃节点进行惩罚、降 低其服务等级，从而合理地激励节点间的合作，同时有效地提高网络的平均传输时延和成 功交付率。 为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：[000引，包括W下步骤：步骤一；建立系 统模型，使每个节点的缓存中存储网络中所有节点的虚拟币值哈希表；步骤二：设计检测 策略，根据Zipf和经济学中的基巧系数定理检测出富裕节点；步骤S;对富裕节点进行周 期性检查，检测出具有偏好自私性的富裕节点；步骤四：对该些具有偏好自私性的富裕节 点进行惩罚处理，降低其服务等级，W此来激励节点间的合作。 进一步，在步骤一中，每个节点中的虚拟币值哈希表中存有各个节点的信息，包括 上一次判断时所持有的虚拟币值、当前所持有的虚拟币值W及得到此虚拟币值最新的获取 时间、当前节点的服务等级。 进一步，相遇的节点会根据对方哈希表中的虚拟币值信息对比自己的哈希表，然 后根据彼此中的信息，补充、更新各自哈希表中虚拟币值信息，使彼此的哈希表中保存的各 个节点中的虚拟币值信息都是最新的。 进一步，在步骤二中，根据Zipf和经济学中的基巧系数定理，求得节点间贫富差 距的阔值Xth，根据节点当前的虚拟币值X。。，与此阔值的比较，判断出哪些节点为富裕节点： 当X"e，〉Xth，为富裕节点，当X",/Xth，为一般节点。 进一步，在步骤=中，对富裕节点进行周期性的检查，求得一段时间内，某富裕节 点前后所持虚拟币值的差值a，机会网络中节点的虚拟币值服从正态分布，根据正态分布 的特性W及小概率事件的定义求得判断节点自私性的虚拟币阔值为20,比较差值a和阔 值2 0的大小，当a〉2〇时，该富裕节点具有偏好自私性，当a<2 0时，该节点为正常或活 跃的富裕节点。 进一步，在步骤四中，对检测出的具有偏好自私性的富裕节点进行惩罚，降低其服 务等级F，主要表达式为F。。，=F。lde，其中e为影响因子且e=2o/a。【主权项】1. ，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：建立系统模型，使每个节点的缓存中存储网络中所有节点的虚拟币值哈希 表； 步骤二：设计检测策略，根据Zipf和经济学中的基尼系数定理检测出富裕节点； 步骤三：对富裕节点进行周期性检查，检测出具有偏好自私性的富裕节点； 步骤四：对这些具有偏好自私性的富裕节点进行惩罚处理，降低其服务等级，以此来激 励节点间的合作。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于：在步骤一中，每个节点中的虚拟币值哈希表中存有各个节点的信息，包括上一次判断时 所持有的虚拟币值、当前所持有的虚拟币值以及得到此虚拟币值最新的获取时间、当前节 点的服务等级。3. 根据权利要求2所述的，其特征在 于：相遇的节点会根据对方哈希表中的虚拟币值信息对比自己的哈希表，然后根据彼此中 的信息，补充、更新各自哈希表中虚拟币值信息，使彼此的哈希表中保存的各个节点中的虚 拟币值信息都是最新的。4. 根据权利要求1所述的，其特征在 于：在步骤二中，根据Zipf和经济学中的基尼系数定理，求得节点间贫富差距的阈值Xth，根 据节点当前的虚拟币值的与此阈值的比较，判断出哪些节点为富裕节点：当Xn">Xth，为富裕 节点，当Xn"〈Xth，为一般节点。5. 根据权利要求1所述的，其特征在 于：在步骤三中，对富裕节点进行周期性的检查，求得一段时间内，某富裕节点前后所持虚 拟币值的差值a，机会网络中节点的虚拟币值服从正态分布，根据正态分布的特性以及小 概率事件的定义求得判断节点自私性的虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立系统模型，使每个节点的缓存中存储网络中所有节点的虚拟币值哈希表；步骤二：设计检测策略，根据Zipf和经济学中的基尼系数定理检测出富裕节点；步骤三：对富裕节点进行周期性检查，检测出具有偏好自私性的富裕节点；步骤四：对这些具有偏好自私性的富裕节点进行惩罚处理，降低其服务等级，以此来激励节点间的合作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘期烈，侯鹏翔，贾梦芳，冯志宇，李云，曹傧，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85