(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111498310.7 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北 大街438号 (72)发明人 尹荣荣　宋旭丹　袁怀利　崔晓寒　 刘思佳　朱华华　 (74)专利代理 机构 石家庄众志华清知识产权事 务所(特殊普通 合伙) 13123 专利代理师 田秀芬 (51)Int.Cl. H04L 45/24(2022.01) H04L 45/00(2022.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 面向选择性转发攻击的无标度网络分布式 自适应路由方法 (57)摘要 本发明公开了面向选择性转发攻击的无标 度网络分布式自适应路由方法， 属于抵御选择性 转发攻击和级联失 效的路由方案领域， 包括以下 步骤： 建立选择性转发攻击模型； 在选择性转发 攻击模型下， 基于多项式原理的自适应路由方 法， 给定一对源和目的节点及需路由的数据信 息， 使用数据可恢复的自适应 路由方法将数据信 息传输到目的节点； 分析路由方法的级联失效的 影响， 建立级联失效模型， 评估路由方法应对蓄 意攻击时网络的级联失效抗毁性。 本发明的路由 方法不受不相交的最短路径数量的限制， 能恢复 原始数据信息， 抵御选择性转发攻击， 而且有助 于实现负载合理分配， 避免网络中因负载量分布 不均而导致鲁棒性降低， 从而防止触发 网络的大 规模级联失效现象。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114448876 A 2022.05.06 CN 114448876 A 1.一种面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法， 其特征在于： 包括 以下步骤： S1、 建立选择性 转发攻击模型； S2、 在选择性转发攻击模型下， 基于多项式原理的自适应路由方法， 给定一对源和目的 节点及需路由的数据信息， 使用数据能够 恢复的自适应路由方法将数据信息传输到目的节 点； S3、 分析路由方法的级联失效的影响， 建立级联失效模型， 评估路由方法应对蓄意攻击 时网络的级联失效抗毁性。 2.根据权利要求1所述的面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法， 其特征在于： S1具体包括以下步骤： S1.1建立恶意节点的选择性行为模型； 选用节点的度作为节点重要度的评估指标， 假设已知网络规模N和恶意节点数量M， 当 节点h向节点f传输数据时， 节点h被节点f攻击的概 率为： 式中， 为节点f是恶意节点的概率， Ph为节点h被恶意节点f攻击的概率， ki节点i的 度， 节点f的邻居节点 集合； S1.2建立恶意节点发动攻击模型； 其攻击强度用 θ 衡量， 即： 式中， Lhf表示节点h向节点f发送的需节点f转发 的数据包数， Dhf表示恶意节点f丢弃的 来自节点h需其 转发的数据包数量。 3.根据权利要求1所述的面向选择性转发攻击的无标度网络分布式自适应路由方法， 其特征在于： S2具体包括以下步骤： S2.1选取源到目的节点路由路径， 路由成功概 率的计算表达式如下： 其中， l表示源节点r到目的节点d的最短路径， S表示源到目的节点的不相交的最短路 径集合， 恶意节点作为目的节点时不具有攻击性， 对于表达式(3)有f≠d； 被选取的路径路由成功概 率Pl满足： 式中， Pc>0为一可调概率参数， 可以在保证数据信息有路径可用的情况下， 调节各自情 况下路由路径数量， 表示S中路径的路由成功概 率的最大值； S2.2将需要路由 的数据信息分割成k个碎片， 碎片数k的确定过程如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114448876 A 2为满足数据的可恢复性， k的值满足基本条件： k≥2                (5) 节点的容 量有限， 因此k的取值还 满足基本条件： 式中， Li(t)为节点i在时刻t的负载， Ci为节点i的容量， m表示在t时刻源节点r原本需路 由的数据信息的大小， SY为路由路径集 合， k有最小值 kmin； k取值的自适应过程表达式为： (7)～(9)式中， σi(t)为节点i的实时负载率， 表示SY中所有路径上的不同节点集 合， H为SY所有路径上的不同节点数量， 为在当前时刻SY中的节点的平均负载率， k为由 源节点在当前时刻向目的节点路由 的数据信息被切分成的碎片数量； S2.3将S2.2切分成的碎片作为系数 形成多项式， 输入不同变量得到不同的数据片段； 多项式原理表达式为： d0+d1x+…+dk‑1xk‑1＝f(x)       (10) 式中， d0,…,dk‑1表示由源节点在当前时刻向目的节点路由的原始数据信息切分成的碎 片， 作为多项式的系数， f(x)表示在当前时刻需要路由的原始数据信息经过多项式处理得 到的新的数据片段， x为一变量， n个数据片段根据不同的变量x生 成， 且变量x被记录在数据 片中， 用以识别不同的数据片段信息； 需新生成的数据片段 数n取值的自适应过程表达式为： 当SY中只有一条路由路径时， 理论上为保证数据的可恢复性， 有： n*Pl≥k,l∈SY       (11) 其中， n为原始数据信息经多 项式处理后生成的总的数据片数； 当SY中的路径数 大于1时， 有： (12)～(14)式中， lz表示SY中第z条路径， 为整数， 表示在SY中第z条路径上发送的数权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114448876 A 3