一种无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111698680A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010378566.3H04L12/715(2013.01)(22)申请日2020.05.07(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人童飞祝甜(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人杜静静(51)Int.Cl.H04W12/02(2009.01)H04W12/12(2009.01)H04W40/32(2009.01)H04W4/38(2018.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法(57)摘要本发明公开了一种无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，包括以下步骤：S1.系统中各传感器节点通过分簇算法形成若干个集群，每个集群中由一个簇头节点和加入到该簇中的至少两个普通节点构成；S2.一次常规通信前，相隔一跳距离的两个集群中，簇头节点取得联系，进行预通信；S3.联系双方中的接收方产生相互正交的若干码片，随机保留其中一个，并将剩余码片随机分送给自身集群中的普通节点；S4.通信双方进行正式通信，由发送方向接收方发送有效信息，与此同时S3中的所有噪声节点也持续不断地向周围发送噪声信息，以对窃听者进行干扰；S5.接收方收到被干扰后的叠加信息后，用S3中保存的单个正交码片去消除噪声信息，并经过解码最终还原有效信息。CN111698680ACN111698680A权利要求书1/2页1.一种无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.系统中各传感器节点通过分簇算法形成若干个集群，每个集群中由一个簇头节点和加入到该簇中的至少两个普通节点构成，簇头节点用于常规通信而普通节点用于辅助通信；S2.一次常规通信前，相隔一跳距离的两个集群中，簇头节点取得联系，进行预通信；S3.联系双方中的接收方产生相互正交的若干码片，随机保留其中一个，并将剩余码片随机分送给自身集群中的普通节点，一个普通节点保存一个码片，这些被选中的普通节点又叫噪声节点：S4.通信双方进行正式通信，由发送方向接收方发送有效信息，与此同时S3中的所有噪声节点也持续不断地向周围发送噪声信息对窃听者进行干扰，该噪声信息由各噪声节点随机产生，并用S3中获得的单个码片进行扩展；S5.接收方收到被干扰后的叠加信息后，用S3中保存的单个正交码片去消除噪声信息，并经过解码最终还原有效信息。2.如权利要求1所述的无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，所述S1中，Alice与Bob通信，Eve为窃听节点；每个集群中有若干个普通节点，簇头节点用于常规通信而普通节点用于辅助通信。3.如权利要求2所述的无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，所述S2中，当Alice和Bob之间需要进行一次常规通信前，发送方Alice主动与接收方Bob取得联系，此过程为预通信。4.如权利要求3所述的无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，所述S3中，接收方Bob得到预通信信号后，产生L(L小于等于Bob所在集群中普通节点的个数)个正交码片然后，Bob在这些正交码片中随机选择码片保存，并在Bob所在集群中随机挑选L-1个普通节点作为噪声节点(用N1,N2,…,Nk-1,Nk+1,…,NL表示)，将剩下的正交码片分别发送给这些噪声节点，每个噪声节点保存一个码片(不失一般性，)。5.如权利要求1所述的无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，所述S4中，Alice正式向Bob发送有效信息与此同时噪声节点N1,N2,…,Nk-1,Nk+1,…,NL也随机产生干扰信息(分别表示为)，该干扰信息被S3中产生的正交码片扩展，表示为：噪声节点同时发送这些干扰信息，以达到干扰窃听者的目的。6.如权利要求1所述的无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法，其特征在于，所述S5中，Bob接收到叠加信息C：2CN111698680A权利要求书2/2页此时Bob用S3中保存的正交码片与叠加信息C相乘可除去干扰信息：最后再与做一次点乘可获得最终的有效信息自此，一次无线传感器网络环境下的安全通信完成。3CN111698680A说明书1/5页一种无线传感器网络中基于分簇的协作干扰安全通信方法技术领域[0001]本发明涉及无线传感网络通信安全领域，特别涉及一种基于分簇的协作干扰方法。背景技术[0002]传感器节点是物联网最重要的数据采集和数据传输的设备之一,无线传感器网络是指由无线通信技术将无线传感器节点以自由方式进行组织与结合进