【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于网络安全，具体涉及一种无线网络中的拜占庭容错(byzantine fault tolerance，bft)广播方法和系统。
技术介绍
1、拜占庭容错广播方法在传统有线网络中已经得到广泛应用，但在无线网络中仍面临着许多挑战。无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分，由于无线网络的开放性和动态性，它也容易受到各种安全威胁，如恶意攻击、数据篡改和信息泄露等。在这种背景下，拜占庭容错广播方法成为了无线网络中确保可靠通信的关键技术，在分布式系统和无线传感器网络等领域具有重要的应用价值。
2、传统的有线网络中的拜占庭容错广播方法中节点之间都有单独的连接，任意两个节点之间都可以直接通信。然而，在无线网络中并非任意两个节点之间都可以直接通信，当两个节点之间的距离超过其广播范围时，两节点不能直接通信，将现有的有线网络下的广播方法应用到无线网络中并不能有效地实现无线网络下的拜占庭容错广播。
3、为解决无线网络中存在拜占庭节点时无法可靠广播的问题，瓦蒂卡·班德里(vartika bhandari)和尼廷·瓦伊达(nitin h.vaidya)在2005年提出了一种无线网络中的广播方法，该方法通过让节点对收到的消息进行二次广播来解决无线网络中的拜占庭容错广播问题。这种方法的核心思想是通过节点之间的协作，每个节点将收到的消息再次广播给其他节点，从而实现消息的多次传递。通过多次传递，节点可以接收到足够多的消息，并通过比较和验证这些消息来判断正确的消息。然而，这种方法在通信复杂度方面面临一些挑战。由于节点需要对所有收到
4、现有的拜占庭容错广播方法以高通信复杂度为代价解决了无线网络中存在拜占庭节点时无法可靠广播的问题。如何设计一种无线网络中的可靠且高效的拜占庭容错广播方法，仍是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述，本专利技术的目的是提供一种无线网络中的拜占庭容错广播方法和系统，能够保证通信质量的同时，有效降低通信复杂度。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的一种无线网络中的拜占庭容错广播方法，包括以下步骤：
3、源节点在无线网络中进行消息广播；
4、源节点的邻居节点接收源节点在当前轮次的第一条广播消息后，对接收的第一条广播消息进行签名认证后进行消息广播；
5、源节点的邻居节点收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，并广播凭证消息；
6、任意节点接收凭证消息后对凭证消息进行验证和消息确认后再转播凭证消息。
7、优选地，在拜占庭容错广播方法中，源节点rs在无线网络中进行消息广播的消息表示为<committed,s,m,r,σs>，其中，m为消息内容，s为签名者，r为广播轮次，用来区分同一个源节点在不同轮次广播的消息，σs表示签名者s对消息内容的签名，σs＝sign(<s,m,r>,pvs)，pvs为源节点rs的私钥，sign()是签名函数。
8、优选地，在拜占庭容错广播方法中，源节点的邻居节点ri接收源节点在当前轮次的第一条广播消息为<committed,s,m,r,σs>；
9、对接收的第一条广播消息进行签名认证后进行消息广播，包括：邻居节点ri对<committed,s,m,r,σs>验证签名σs后，对消息内容m进行确认，同时邻居节点ri对消息内容m进行签名形成签名σi＝sign(<s,m,r>,pvi)后，广播消息<committed,s,m,r,σi>，其中，pvi为节点ri的私钥。
10、优选地，在拜占庭容错广播方法中，源节点的邻居节点ri收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息<committed,s,m,r,σs>和<committed,s,m,r,σi>后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，包括：
11、对消息中所有签名聚合得到聚合签名aggre()为签名聚合函数，{σi}为f+1个消息中签名的集合，同时生成凭证消息其中，r为每个节点的广播范围。
12、优选地，在拜占庭容错广播方法中，任意节点为源节点、邻居节点以及除源节点和邻居节点外的其他节点，任意节点接收凭证消息后对凭证消息进行验证和消息确认后再转播凭证消息，包括：
13、任意节点对接收的凭证消息验证聚合签名后对消息内容m进行确认成功后，将凭证消息进行广播。
14、为上实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种无线网络中的拜占庭容错广播系统，包括源节点、源节点的邻居节点以及除源节点及其邻居节点外的其他节点；
15、所述源节点用于在无线网络中进行消息广播；
16、所述源节点的邻居节点用于接收源节点在当前轮次的第一条广播消息后，对接收的第一条广播消息进行签名认证后进行消息广播；
17、所述源节点的邻居节点用于收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，并广播凭证消息；
18、包括源节点、邻居节点以及其他节点的任意节点用于接收凭证消息后对凭证消息进行验证和消息确认后再转播凭证消息。
19、优选地，在拜占庭容错广播系统中，源节点rs在无线网络中进行消息广播的消息表示为<committed,s,m,r,σs>，其中，m为消息内容，s为签名者，r为广播轮次，用来区分同一个源节点在不同轮次广播的消息，σs表示签名者s对消息内容的签名，σs＝sign(<s,m,r>,pvs)，pvs为源节点rs的私钥，sign()是签名函数。
20、优选地，在拜占庭容错广播系统中，源节点的邻居节点ri接收源节点在当前轮次的第一条广播消息为<committed,s,m,r,σs>；
21、对接收的第一条广播消息进行签名认证后进行消息广播，包括：邻居节点ri对<committed,s,m,r,σs>验证签名σs后，对消息内容m进行确认，同时邻居节点ri对消息内容m进行签名形成签名σi＝sign(<s,m,r>,pvi)后，广播消息<committed,s,m,r,σi>，其中，pvi为节点ri的私钥。
22、优选地，在拜占庭容错广播系统中，源节点的邻居节点ri收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息<committed,s,m,r,σs>和<committed,s,m,r,σi>后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，包括：
23、对消息中所有签名聚合得到聚合签名aggre()为签名聚合函数，{σi}为f+1个消息中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点Rs在无线网络中进行消息广播的消息表示为<COMMITTED,s,m,r,σs>，其中，m为消息内容，s为签名者，r为广播轮次，用来区分同一个源节点在不同轮次广播的消息，σs表示签名者s对消息内容的签名，σs＝Sign(<s,m,r>,pvs)，pvs为源节点Rs的私钥，Sign()是签名函数。
3.根据权利要求2所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点的邻居节点Ri接收源节点在当前轮次的第一条广播消息为<COMMITTED,s,m,r,σs>；
4.根据权利要求3所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点的邻居节点Ri收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息<COMMITTED,s,m,r,σs>和<COMMITTED,s,m,r,σi>后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，包括：
5.根
6.一种无线网络中的拜占庭容错广播系统，其特征在于，包括源节点、源节点的邻居节点以及除源节点及其邻居节点外的其他节点；
7.根据权利要求6所述的无线网络中的拜占庭容错广播系统，其特征在于，源节点Rs在无线网络中进行消息广播的消息表示为<COMMITTED,s,m,r,σs>，其中，m为消息内容，s为签名者，r为广播轮次，用来区分同一个源节点在不同轮次广播的消息，σs表示签名者s对消息内容的签名，σs＝Sign(<s,m,r>,pvs)，pvs为源节点Rs的私钥，Sign()是签名函数。
8.根据权利要求7所述的无线网络中的拜占庭容错广播系统，其特征在于，源节点的邻居节点Ri接收源节点在当前轮次的第一条广播消息为<COMMITTED,s,m,r,σs>；
9.根据权利要求8所述的无线网络中的拜占庭容错广播系统，其特征在于，源节点的邻居节点Ri收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息<COMMITTED,s,m,r,σs>和<COMMITTED,s,m,r,σi>后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点rs在无线网络中进行消息广播的消息表示为<committed,s,m,r,σs>，其中，m为消息内容，s为签名者，r为广播轮次，用来区分同一个源节点在不同轮次广播的消息，σs表示签名者s对消息内容的签名，σs＝sign(<s,m,r>,pvs)，pvs为源节点rs的私钥，sign()是签名函数。
3.根据权利要求2所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点的邻居节点ri接收源节点在当前轮次的第一条广播消息为<committed,s,m,r,σs>；
4.根据权利要求3所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，源节点的邻居节点ri收集源节点和所有邻居节点的在当前轮次的第一条广播消息<committed,s,m,r,σs>和<committed,s,m,r,σi>后，对收集的第一轮广播消息生成凭证消息，包括：
5.根据权利要求4所述的无线网络中的拜占庭容错广播方法，其特征在于，任意节点为源节点、邻居节点以及除源节点和邻居节点外的其他节点...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，芦浩，任奎，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。