一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法，其步骤包括：首先，从水下传感器节点多维度属性的角度出发，采用Beta分布作为通信证据的先验假设，得到抵抗网络初期交互不足影响的通信证据量化结果；其次，采用余弦相似度表征归一化后的主客体能量消耗速率间的差异程度，得到不受主客体能量属性异构影响的能量证据量化结果；最后，采用箱线图法过滤邻居数据内容中的异常值，得到消除异常值影响的数据证据量化结果。本发明专利技术的方法从攻击的结果出发，通过对通信、能量、数据内容三种维度属性证据量化方法的改进，提升了水下传感器节点信任证据量化结果的有效性，从而更好地支持水下传感器网络信任安全管理系统。更好地支持水下传感器网络信任安全管理系统。更好地支持水下传感器网络信任安全管理系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法


[0001]本专利技术涉及一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法，属于水声传感器网络通信支持


技术介绍

[0002]水下传感器网络是为满足复杂的水下信息感知、数据传输、信息处理一体化应用需求而形成的一种新范式。水下传感器网络通过将传感器节点部署在监测水域内，利用水声通信作为水下节点间数据传输的主要媒介，可以广泛应用于海洋灾害预警、水文信息监测、海洋资源勘探、水下辅助导航和近海军事防御等众多领域。水下传感器网络具有的开放无人值守特性，导致其内部正常节点容易遭受恶意程序的入侵妥协，进而转变为具有合法网络身份，但执行数据包丢弃、数据内容篡改、高频率交互请求等网络攻击行为的恶意节点。信任管理机制能够基于交互双方的历史交互经验建立预测模型，从而利用获取的信任证据预测评估对象的未来行为，提前规避恶意攻击的威胁。然而，传统信任证据量化方法缺乏对水下节点间多维度异构属性的考量，因此难以支持高精度水下信任预测的需求。
[0003]为了获得高可用性的水下传感器网络信任证据量化结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：基于Beta分布的通信证据量化以执行信任评估的水下传感器节点为主体，被评估的节点为客体，主体利用与客体之间通信的成功与失败次数，预测客体在通信属性方面的可信程度；采用Beta分布作为通信证据先验假设，使得初始的通信证据更加稳定；步骤二：基于余弦相似性的能量证据量化主体利用客体的剩余能量比例和双方能耗速率的差异程度，预测客体在能量属性方面的可信程度；首先通过将双方的能耗速率归一化，消除双方能量属性异构的影响；然后采用余弦相似性量化双方归一化的能量速率之间的差异程度，并将该差异程度作为能量证据；步骤三：基于异常值过滤的数据证据量化主体利用从客体接收的数据包中内容与从周围邻居节点接收的数据包内容之间的偏差程度，预测客体在数据包内容属性方面的可信程度；首先采用箱线图法对邻居节点的数据包内容进行过滤，降低其中异常值对证据量化结果的影响；然后计算客体数据包内容数值与邻居节点的数据包内容数值之间的累积偏差，将累积偏差的结果作为数据证据。2.根据权利要求1所述的一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法，其特征在于：所述步骤一中，基于Beta分布的通信证据量化方法如下：将主体记录的与客体之间的通信成功次数表示为s，失败次数表示为f，数据包在两者之间的一次成功传输即为一次成功通信，则通信证据的基础计算式为采用Beta分布Beta(x；α,β)作为通信证据的先验假设，以降低节点间证据不足导致的高预测误差问题，Beta分布的概率密度函数表示为：式中f(x；α,β)表示通信证据取值为x成立的概率，α、β是Beta分布的更新调节参数，Γ表示gamma函数，且对任意正整数n，满足Γ(n)＝(n
‑
1)！；当满足α＝β＝k，k>1时，在x＝0.5处的概率密度函数值随着k的增大而增大，这表示成立的概率增加，符合初始信任值为0.5的假设，其中信任值取值范围为[0,1]；将初始先验假设设置为Beta(x；α＝k,β＝k)，k>1，在此基础上，将Beta分布的期望定义为通信证据，则时隙t的通信证据计算式为：式中Beta分布参数更新规则为α
t
＝α
t
‑1+s，β
t
＝β
t
‑1+f，且α0＝β0＝k，k>1。3.根据权利要求1所述的一种基于多维异构属性的水下传感器节点信任证据量化方法，其特征在于：所述步骤二中，基于余弦相似性的能量证据量化方法如下：能量信任证据ε用于表征客体能量属性上的可信程度，与客体的剩余能量比例呈正相
关，与客体的能耗速率异常程度呈负相关；假设客体的初始能量为E0，当前剩余能量为E
t

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇，韩光洁，王皓，江金芳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：