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专利号: 2020101938221
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-05-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,包括:

获取每个数据包中的跳数参数Lw和危险系数T;

根据获取的数据包中的消息向量集计算中心节点校验值,将节点校验值与数据包末尾的校验值比较,若校验值不相等,将该数据包判定为污染信息;若校验值相等,则验证危险系数T;

若危险系数T为0,则判断数据包中的跳数参数Lw是否小于设定的阈值Lmax;若条件成立,则将该数据包中的信息视为合法信息,且跳数参数Lw加1,若条件不成立,则对数据包进行签名验证;

若危险系数T不为0,则直接对数据包进行签名验证;

当数据包签名验证通过,将该数据包中的跳数参数Lw设置为0、危险系数T减1,当T为0时,T保持不变;

当数据包签名验证失败,将数据包中的数据视为污染信息,且危险系数加ΔT,并启动恶意节点定位机制,确定恶意节点位置;

其中,ΔT表示危险系数变化量,Lmax表示跳数参数的最大值。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述计算中心节点校验值的过程包括:获取数据包中的消息向量集xi,其中消息向量集由m个消息向量x1,x2,...,xm组成,xi=(xi,1,xi,2,...,xi,m+n);数据包中的源节点根据代标识符id和伪随机生成函数生成m+n个随机数k1,k2,...,km+n;根据消息向量集xi和m+n个随机数求出中心节点校验值zj,其表达式为:其中,kj表示随机数,xi,j表示表示第i个数据向量的第j个元素,mod p表示与p进行模运算,p表示257位随机大素数,n表示未进行编码向量的维数。

3.根据权利要求1所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,签名验证的过程包括:源节点随机生成私钥rj(j=1,2,...,m+n)以及p阶的随机数g;根据私钥计算出对应的公钥uj(j=1,2,...,m+n), 将公钥公布给所有的节点;源节点根据签名计算公式计算m个消息向量x1,x2,...,xm的签名信息;将得到的签名信息附加到每个对应的消息向量xi之后,并与xi一同进行编码操作;在进编码时对消息向量进行扩展,得到扩展消息向量w=(w1,w2,...,wm+n),中间节点接收到编码后的扩展消息向量w并根据编码后的签名信息σw计算第一验证参数H1和第二验证参数H2;当H1=H2时,签名验证通过,否则签名验证不通过,该信息为污染信息,其中,m表示编码向量的维数,n表示未进行编码向量的维数,m+n表示扩展后消息向量的维数。

4.根据权利要求3所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述签名的计算公式为:其中,σi表示签名,rj表示私钥,xi,j表示表示第i个数据向量的第j个元素,modp表示与p进行模运算,p表示257位随机大素数。

5.根据权利要求3所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述中间节点根据编码后的签名信息σw计算第一验证参数H1和第二验证参数H2包括:其中, 表示常数g与数据包携带的签名信息的幂运算,mod q表示与q进行模运算,q表示1024位大素数且满足p能被q-1整除,p表示257位随机大素数, 表示公钥与数据向量元素之间的幂运算,wj表示中间节点所接收到的数据向量第j个元素。

6.根据权利要求1所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,ΔT的设定为:

设置ΔT的初始值为Lmax;当T不为时,若该节点通过签名验证检测出了污染信息,则ΔT=1+ΔT,当T被再次递减为0后,ΔT重新置为初始值Lmax。

7.根据权利要求1所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述恶意节点定位机制包括:将待检测数据的节点根据每个节点与源节点的最短路径跳数划分网络层,令源节点的层次为Level-0;将各节点进行签名验证,获得可疑子区域;在可疑子区域内,从源节点开始,上层节点相互协作,通过各自输出缓冲区数据包进行线性组合,计算下层所有子节点发送的数据包;将计算的数据包与监听到的下游节点实际发送的数据包进行对比;若对比的值相等,则不为恶意节点;若不相等,则为恶意节点。

8.根据权利要求7所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述可疑子区域的确定包括:对数据包中的节点数据进行随机签名验证,当第一个签名验证的节点信息合法,第二个签名验证的节点信息出现污染信息,则与第一个签名验证的节点信息合法的相邻节点与第二个签名验的节点之间所有节点构成可疑子区域。

9.根据权利要求7所述的一种基于随机验证的恶意编码节点定位方法,其特征在于,所述上层节点相互协作的过程包括:将所有Level-i层的上游节点组合成上游节点集合Pu,上游节点集合Pu中存在节点v对待检测的Level-i层的下游子节点vm发出的数据包进行监听,得到待检测的下游子节点vm发出的数据包w;节点v0∈Pu向除自身节点的所有上游节点集合中的节点vj∈Pu广播发送请求信息;上游节点集合Pu中除发出请求信息的上游节点以外的其他节点将输出缓冲区中储存的相应数据传输给节点v0,判断设定的等式是否成立;若成立,则该检测节点信息合法,否则该检测节点为恶意节点;

所述节点v0∈Pu向其他所有节点vj∈Pu广播发送请求信息为索要组成数据包w的所有上一级数据包tj及其编码系数βj;

所述设定的等式为:

其中,βj表示编码系数,tj表示上一级数据包,w表示待检测子节点发出的数据包,k表示获取上游节点缓冲区数据包的节点数,vm表示待检测的子节点。