一种可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法及系统技术方案

本发明专利技术属于认知车联网协作频谱感知数据伪造攻击防御技术领域，公开了一种可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法及系统，通过车辆用户根据感知任务匹配程度自主响应感知任务，进行本地感知；车辆用户与邻近用户组成子网络，用于提高数据融合速度；各子网络内车辆用户互相交换感知数据，实现数据共享；数据交换完成后，检测虚假感知数据，并生成局部融合结果；各子网络上传局部融合结果至路边单元，生成最终融合结果，用于频谱感知判决；路边单元将收集各车辆用户感知数据存入区块链，并以此生成各车辆用户信任值，用于下次频谱感知任务。本发明专利技术具有抗攻击性能高、数据融合速度快等优点，适用于认知车联网等时间敏感网络。适用于认知车联网等时间敏感网络。适用于认知车联网等时间敏感网络。

【技术实现步骤摘要】
一种可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法及系统


[0001]本专利技术属于认知车联网协作频谱感知数据伪造攻击防御
，尤其涉及一种可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，随着交通运输业的迅速发展，接入车联网车辆数快速增多，交通信息越来越密集。智能交通系统应运而生，它提高了道路安全性和交通运输效率。频谱资源作为一种极具价值的自然资源，其日趋紧张甚至枯竭已成为不争的事实，移动互联网和物联网的蓬勃发展进一步加剧了频谱资源紧缺的现状，车联网同样面临着频谱短缺问题。频谱共享被广泛认为是一种近期可实现的缓解频谱资源紧缺现状的有效途径。认知无线电采用机会方式接入授权的频段内，并动态地利用其频谱，以提高频谱利用率，其被引入车联网以解决频谱资源匮乏问题。
[0003]频谱感知是认知无线电技术的首要环节，是实现高效利用频谱资源的重要基础。但由于车联网具有快速不可预测的拓扑变化、车流密度的变化、复杂的通信环境以及可预测的移动路径等特点，传统认知无线电中的频谱感知技术无法直接应用到车联网中。车联网中常采用协作频谱感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法，其特征在于，所述可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法通过车辆用户根据感知任务匹配程度自主响应感知任务，进行本地感知；车辆用户与邻近用户组成子网络，用于提高数据融合速度；各子网络内车辆用户互相交换感知数据，实现数据共享；数据交换完成后，检测虚假感知数据，并生成局部融合结果；各子网络上传局部融合结果至路边单元，生成最终融合结果，用于频谱感知判决；路边单元将收集各车辆用户感知数据存入区块链，并以此生成各车辆用户信任值，用于下次频谱感知任务。2.如权利要求1所述的可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法，其特征在于，所述可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法包括以下步骤：步骤一，车辆用户根据频谱感知任务匹配程度自主响应感知任务，进行本地频谱感知；步骤二，车辆用户结束频谱感知后与邻近用户组成子网络；步骤三，各子网络内的车辆用户采用非一致性方法交换感知数据，实现数据共享；步骤四，感知数据交换完成后，各车辆用户在本地检测虚假感知数据，并生成局部融合结果；步骤五，各子网络上传局部融合结果至路边单元，生成最终融合结果，用作频谱感知判决；步骤六，路边单元将收集各车辆用户感知数据存入区块链，并以此生成各车辆用户信任值，用于下次频谱感知任务。3.如权利要求2所述的可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法，其特征在于，步骤一中，所述车辆用户根据频谱感知任务匹配程度自主响应感知任务，进行本地频谱感知，包括：各车辆用户根据机身所处位置和其它自身因素自主决定是否响应频谱感知任务，若响应频谱感知任务，则立即按照任务要求对指定频段进行感知，并记录感知数据，用户SU
i
对应的本地感知的结果用x
i
表示；步骤二中，所述车辆用户结束频谱感知后应与邻近用户组成子网络，对于用户SU
i
在预设值之间随机确定一个数值N
S
作为子网络内节点数量；SU
i
向周围广播邀请信息SFD，邀请其它用户加入，SFD包括频谱感知任务要求、节点数量N
S
和子网络标识SID；对于用户SU
j
，同一时间可能收到多个SFD，SU
j
按照接收信号功率对SFD排序，向最大接收信号功率的SU发送加入回复信息SFR；当SU
i
收到SFR后，同样按照接收信号功率对SU排序，向队列中的前N
S
个SU发送加入确认信息SFA，并向队列中的其它SU发送加入拒绝信息SFN；若SU
j
收到SFA，则加入该子网络；若SU
j
收到SFN，则不加入该子网络，向SFD序列中次一位SU发送SFR，尝试加入该子网络，直至加入某个子网络或规定的子网络划分时间截止。4.如权利要求2所述的可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法，其特征在于，步骤三中，所述各子网络内车辆用户采用非一致性方法交换感知数据，实现数据共享包括：(1)假设子网络SN
a
中参与感知任务的用户有(SU1，SU2，...，SU
i
，...，SU
n
)，每个SU都拥有一个唯一ID，各SU在本地建立一个数据缓存区记录SN
a
内SU
i
的感知数据x
i
，数据缓存区包含用户ID
i
、x
i
、信任值t
i
、MU标识；(2)SU
i
将数据缓存区内的ID
i
、x
i
对应打包，并在前端加入本地ID作为发送方ID
T
和子网
络标识SID，即打包为消息队列：{(ID
T
，SID)，(ID1，x1)，(ID2，x2)，...，(ID
i
，x
i
)，...}；向邻接SU广播；(3)用户SU
j
收到SU
i
广播的消息队列，当SID与本地SID相同，处理后续信息，按照ID
i
查询本地数据缓存区，若ID
i
查询结果不存在，向路边单元RSU查询ID
i
的信任值t
i
，将x
i
与t
i
存入缓存区中，若ID
i
查询结果存在，说明接收到重复感知数据x
i
，丢弃数据即可；(4)SU
j
更新本地数据缓存区，打包消息队列，向邻接SU广播，直到本地数据缓存区不再更新或预设时间截止。5.如权利要求2所述的可防御频谱感知数据伪造攻击的快速共识方法，其特征在于，步骤四中，所述感知数据交换完成后，各车辆用户在本地检测虚假感知数据，并生成局部融合结果，包括：(1)子网络SN
a
中各SU不再更新本地数据缓存区，说明SN
a
内感知数据交换完成；(2)SN
a
中SU
i
对本地数据缓存区中的x
i
进行升序排序，获得序列X，将X等分为上下两段X
L
、X
H
；(3)分别计算X
L
和X
H
中感知数据间的差值：Diff

【专利技术属性】
技术研发人员：李红宁，赵豪爽，纪楚新，裴庆祺，刘雷，俱莹，冯杰，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：