無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)，屬于無線傳感器網(wǎng)絡【技術領域】。該無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法包括：獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布；獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布；根據(jù)所述先驗概率分布和所述多項概率分布，得到所述節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布；根據(jù)所述狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值；根據(jù)所述本地信譽值對所述節(jié)點進行信譽評測。該無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法和系統(tǒng)，能夠?qū)?jié)點的行為進行精確、詳細的評測，以便于選擇可靠的節(jié)點進行信息傳輸，保證網(wǎng)絡的安全性和可靠性。
【專利說明】無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡【技術領域】，特別涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,簡稱WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。
[0003]隨著無線傳感器網(wǎng)絡的快速發(fā)展，為了適應不同的應用需求，對網(wǎng)絡的可靠性和安全性也提出了越來越高的要求。尤其是當無線傳感器網(wǎng)絡工作在惡劣環(huán)境下，例如，環(huán)境檢測、資源勘探、水下作業(yè)等場合，網(wǎng)絡的可靠性與安全性將面臨巨大挑戰(zhàn)。為了對無線傳感器網(wǎng)絡的安全性和可靠性進行評測，引入了信譽系統(tǒng)。
[0004]信譽系統(tǒng)是指源節(jié)點與目標節(jié)點互動時，根據(jù)互動歷史信息對目標節(jié)點進行基于先驗分布的評價，并預測目標節(jié)點的行為。與目標節(jié)點互動之后，源節(jié)點監(jiān)視目標節(jié)點是否執(zhí)行了所要求的行為，并將觀測結(jié)果與先驗分布進行整合，得出基于后驗分布的信譽值。信譽值在無線傳感器網(wǎng)絡中，被廣泛應用于同步、定位、數(shù)據(jù)匯聚加權、入侵檢測等，能夠?qū)o線傳感器網(wǎng)絡的可靠性和安全性進行評價。
[0005]現(xiàn)有技術中，信譽系統(tǒng)通?；贐eta(貝塔)分布對節(jié)點的信譽進行評估，通常粗略地將節(jié)點的信譽級別分為合作和不合作兩種。由于實際網(wǎng)絡的狀況十分復雜，節(jié)點很容易遭受信道衰落、干擾和攻擊等異常事件的影響，而導致節(jié)點的可靠性和安全性出現(xiàn)差異，該差異將會影響網(wǎng)絡的傳輸、能耗和安全性能。因此，粗略將節(jié)點信譽分為兩個信譽級別，無法滿足實際需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實施例提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對節(jié)點行為精確、詳細的評估，進而保證無線傳感器網(wǎng)絡的安全性和可靠性。
[0007]本發(fā)明實施例提供的技術方案如下:
[0008]一方面，提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法，包括:
[0009]獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布；
[0010]獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布；
[0011]根據(jù)所述先驗概率分布和所述多項概率分布，得到所述節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布；
[0012]根據(jù)所述狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值；
[0013]根據(jù)所述本地信譽值對所述節(jié)點進行信譽評測。
[0014]優(yōu)選地，所述方法還包括:根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類。
[0015]優(yōu)選地，所述計算所述節(jié)點的本地信譽值，包括:計算所述狄利克雷后驗概率分布的數(shù)學期望值，并將所述數(shù)學期望值作為所述本地信譽值。
[0016]優(yōu)選地，所述互斥分類規(guī)則包括:多個大小不等的預設信譽值，以及與所述預設信譽值對應的多個預設信譽等級。
[0017]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類，包括:
[0018]將所述本地信譽值分別與所述多個預設信譽值進行比較；
[0019]將與所述本地信譽值相差最小，且小于或等于所述本地信譽值的預設信譽值所對應的預設信譽等級，作為所述本地信譽值的信譽等級。
[0020]另一方面，提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測系統(tǒng)，包括:
[0021]第一獲取模塊，用于獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布；
[0022]第二獲取模塊，用于獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布；
[0023]第一計算模塊，用于根據(jù)所述先驗概率分布和所述多項概率分布，得到所述節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布；
[0024]第二計算模塊，用于根據(jù)所述狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值；
[0025]信譽評測模塊，用于根據(jù)所述本地信譽值對所述節(jié)點進行信譽評測。
[0026]優(yōu)選地，分類模塊，用于根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類。
[0027]優(yōu)選地，所述第二計算模塊用于計算所述狄利克雷后驗概率分布的數(shù)學期望值，并將所述數(shù)學期望值作為所述本地信譽值。
[0028]優(yōu)選地，所述互斥分類規(guī)則包括:多個大小不等的預設信譽值，以及與所述預設信譽值對應的多個預設信譽等級。
[0029]優(yōu)選地，所述分類模塊，包括:
[0030]比較單元，用于將所述本地信譽值分別與所述多個預設信譽值進行比較；
[0031]選擇單元，用于將與所述本地信譽值相差最小，且小于或等于所述本地信譽值的預設信譽值所對應的預設信譽等級，作為所述本地信譽值的信譽等級。
[0032]本發(fā)明實施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法及系統(tǒng)，通過節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果和本次互動觀測結(jié)果，分別得到狄利克雷先驗概率分布和多項概率分布，通過計算得到節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布，進而計算出節(jié)點的本地信譽值，通過本地信譽值對節(jié)點的信譽進行評測，能夠得到精確、詳細的評測結(jié)果，以便于選擇可靠的節(jié)點進行信息傳輸，以保證網(wǎng)絡的安全性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0034]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法的流程圖；
[0035]圖2為本發(fā)明實施例提供的另外一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法的流程圖；
[0036]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽分類方法的流程圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種節(jié)點信譽評測與現(xiàn)有技術的節(jié)點信譽評測的仿真結(jié)果對比圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實施例提供的另外一種節(jié)點信譽評測與現(xiàn)有技術的節(jié)點信譽評測的仿真結(jié)果對比圖；
[0039]圖6為本發(fā)明實施例提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；
[0040]圖7為本發(fā)明實施例提供的另外一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；
[0041]圖8為本發(fā)明實施例提供的一種分類模塊的結(jié)構示意圖。 【具體實施方式】
[0042]為了使本領域 技術人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。
[0043]如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法的流程圖，可以包括以下步驟:
[0044]步驟101:獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布；
[0045]步驟102:獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布；
[0046]步驟103:根據(jù)步驟101得到的先驗概率分布和步驟102得到的多項概率分布，得到節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布；
[0047]步驟104:根據(jù)步驟103得到的狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值；
[0048]步驟105:根據(jù)步驟104得到的本地信譽值對節(jié)點進行信譽評測。
[0049]在本發(fā)明實施例中，可以通過貝葉斯過程對節(jié)點的行為進行預測:
[0050]Dir(p\ a) + Mulli (/; J /I,.) = Dir(p\ ? + Tij)
[0051]其中，切句是狄利克雷(dirichlet)分布，是基于節(jié)點的歷史互動數(shù)據(jù)得到的先驗概率分布；—/〃’(列吃_)是多項概率分布，表示節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果；Dir{p\a + n;)
是狄利克雷分布，是根據(jù)先驗概率分布和本次觀測結(jié)果，計算得出的后驗概率分布。在完成一次節(jié)點互動后，可以將后驗概率分布作為下次節(jié)點互動的先驗概率分布。
[0052]在得到節(jié)點互動的狄利克雷后驗概率分布后，可以通過計算得到節(jié)點的本地信譽值，每個節(jié)點都具備信譽評測功能，可以根據(jù)所得到的節(jié)點的本地信譽值對節(jié)點的安全性和可靠性進行評測。其中，本地信譽值可以通過計算狄利克雷后驗概率分布的數(shù)學期望值得到，將該數(shù)學期望值作為節(jié)點的本地信譽值。
[0053]對于具有K維概率矢量]5的目標節(jié)點，其本地信譽矢量為狄利克雷分布的數(shù)學期望，即:
【權利要求】
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測方法，其特征在于，包括: 獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布； 獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布； 根據(jù)所述先驗概率分布和所述多項概率分布，得到所述節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布； 根據(jù)所述狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值； 根據(jù)所述本地信譽值對所述節(jié)點進行信譽評測。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類。
3.根據(jù)權利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，所述計算所述節(jié)點的本地信譽值，包括:計算所述狄利克雷后驗概率分布的數(shù)學期望值，并將所述數(shù)學期望值作為所述本地信譽值。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述互斥分類規(guī)則包括:多個大小不等的預設信譽值，以及與所述預設信譽值對應的多個預設信譽等級。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類，包括: 將所述本地信譽值分別與所述多個預設信譽值進行比較； 將與所述本地信譽值相差最小，且小于或等于所述本地信譽值的預設信譽值所對應的預設信譽等級，作為所述本地信譽值的信譽等級。
6.一種無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點信譽評測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于獲取節(jié)點的歷史互動觀測結(jié)果，得到狄利克雷先驗概率分布； 第二獲取模塊，用于獲取節(jié)點的本次互動觀測結(jié)果，得到多項概率分布； 第一計算模塊，用于根據(jù)所述先驗概率分布和所述多項概率分布，得到所述節(jié)點的狄利克雷后驗概率分布； 第二計算模塊，用于根據(jù)所述狄利克雷后驗概率分布計算所述節(jié)點的本地信譽值； 信譽評測模塊，用于根據(jù)所述本地信譽值對所述節(jié)點進行信譽評測。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:分類模塊，用于根據(jù)所述本地信譽值和預設的互斥分類規(guī)則，對所述節(jié)點進行信譽分類。
8.根據(jù)權利要求6或7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述第二計算模塊用于計算所述狄利克雷后驗概率分布的數(shù)學期望值，并將所述數(shù)學期望值作為所述本地信譽值。
9.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述互斥分類規(guī)則包括:多個大小不等的預設信譽值，以及與所述預設信譽值對應的多個預設信譽等級。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分類模塊，包括: 比較單元，用于將所述本地信譽值分別與所述多個預設信譽值進行比較； 選擇單元，用于將與所述本地信譽值相差最小，且小于或等于所述本地信譽值的預設信譽值所對應的預設信譽等級，作為所述本地信譽值的信譽等級。
【文檔編號】H04W84/18GK103957547SQ201410186843
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權日:2014年5月5日
【發(fā)明者】陳嵐, 肖夏, 李瑩 申請人:中國科學院微電子研究所