感知決策計算中實現(xiàn)了對 數(shù)據(jù)篡改攻擊的抵御。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明實施例中基于信譽機制和動態(tài)博弈的安全協(xié)作頻譜感知策略的流 程圖。
[0034] 圖2是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0036] 本實施例提供一種基于信譽機制和動態(tài)博弈的安全協(xié)作頻譜感知方法，如圖1所 示，具體包括以下步驟：
[0037] 步驟Sl :定義網(wǎng)絡(luò)模型：在分布式的認知無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，次用戶采用頻譜感知 技術(shù)感知環(huán)境中頻段中空閑的頻譜資源；任意次用戶都可以對發(fā)起協(xié)作頻譜感知請求作為 請求者，其鄰居次用戶接收到協(xié)作頻譜感知請求可進行協(xié)作頻譜感知作為協(xié)作次用戶；網(wǎng) 絡(luò)中的次用戶只能在一跳范圍內(nèi)通信，作為鄰居次用戶，并且能進行移動，所述次用戶為非 授權(quán)用戶；
[0038] 步驟S2 :在次用戶對頻譜有需求時，請求者可以查詢本地數(shù)據(jù)庫的鄰居次用戶集 合，并進行協(xié)作頻譜感知請求判斷與發(fā)送；
[0039] 步驟S3 :鄰居次用戶接收到請求者發(fā)送的協(xié)作請求，并依據(jù)建立好的信譽值參與 效用函數(shù)計算，結(jié)合信譽值傳遞方法并利用基于信譽機制的動態(tài)博弈分析達到納什均衡， 具體為：當鄰居次用戶發(fā)生位置移動時，其之前所建立的信譽值會通過一跳通信范圍的次 用戶進行廣播，使得信譽值能跟隨著該發(fā)生移動的次用戶，加快了當該發(fā)生移動的次用戶 參與協(xié)作時請求者對該次用戶信譽值的獲取速度，請求者收集協(xié)作感知報告，遍歷所有協(xié) 作者的交互記錄和計算綜合信譽值，通過動態(tài)博弈分析采取何種策略從而達到均衡；
[0040] 步驟S4 :根據(jù)所述步驟S3分析到達納什均衡后，請求者利用綜合信譽值和感知報 告的計算做出安全協(xié)作感知決策，并記錄相應(yīng)的交互情況。
[0041] 在本實施例中，所述步驟S2中協(xié)作頻譜感知請求判斷與發(fā)送具體為：若請求者周 圍存在鄰居次用戶，即請求者d從本地數(shù)據(jù)庫中查詢最近有進行交互的次用戶集合Q ,不 為空時，則向鄰居發(fā)起協(xié)作頻譜感知請求，如圖2中的SUa，SU。，SUe，SU f，并啟動監(jiān)聽回復(fù)感 知報告狀態(tài)；若請求者周圍不存在鄰居次用戶，則進行單用戶頻譜感知。
[0042] 在本實施例中，所述步驟S3中信譽傳遞方法，用以加快請求者計算協(xié)作次用戶的 綜合信譽值，所述信譽傳遞方法具體為：每個次用戶每隔30秒通過公共控制信道向鄰居次 用戶發(fā)送存在連接報告，當次用戶發(fā)生位置移動導致鄰居次用戶沒收到時，鄰居次用戶向 其一跳通信范圍內(nèi)的次用戶傳遞該次用戶的信譽值，使得信譽值會隨著次用戶位置移動被 鄰居次用戶進行傳遞，能加快協(xié)作頻譜感知時獲取次用戶信譽值的收斂速度。
[0043] 在本實施例中，所述步驟S3中計算綜合信譽值的具體過程為：
[0044]首先直接信譽值是指請求者d接收到協(xié)作次用戶a的存在連接報告，會先查找是 否有歷史交互記錄，有則通過以下公式計算d對a的直接信譽度7：f,r"。
[0046] 其中表示到1；時段為止，總的發(fā)生交互的感知周期個數(shù)；為到Tn為止， 總的回復(fù)正確感知報告的感知周期個數(shù)；：是時間衰減系數(shù)，考慮單位時間內(nèi)交互次數(shù)如 果減少信譽值理應(yīng)有衰減，建立7滿足泊松分布；
[0047] 如果請求者與協(xié)作次用戶交互次數(shù)小于可信交互次數(shù)閾值)(，請求者還需要其他 協(xié)作次用戶進行信譽值傳遞，即多路徑信譽值傳遞的方式，并采用立即支付的方式，保證信 譽模型中次用戶能夠獲取因傳遞推薦信譽值而造成自身資源的消耗的補償，促進協(xié)作的積 極性：
[0050] 其中P4a是SU a發(fā)生位置移動后，SU 3的信譽值傳遞到請求者的鄰居次用戶所經(jīng)過 的路徑，m表示有SUa信譽記錄的路徑條數(shù)，再按公式（4)計算d的綜合信譽值， _ 7丄,(卜處⑷
[0052] 其中e是對直接信譽值和間接信譽值的一個權(quán)重衡量，綜合信譽值即為信譽值 R。如果請求者與協(xié)作次用戶交互次數(shù)超過可信交互次數(shù)閾值X，則將直接信譽值當做最后 的綜合信譽值。
[0053] 在本實施例中，所述步驟S3中基于信譽機制的動態(tài)博弈分析的具體過程包括以 下步驟：
[0054] 步驟S31 :參與者為請求協(xié)作頻譜感知的次用戶及其周圍的鄰居次用戶；
[0055] 步驟S32 :當鄰居次用戶接收到消息，對接收到的協(xié)作頻譜感知的請求可采取的 策略包括協(xié)作感知與不協(xié)作感知；請求者接收到協(xié)作感知報告的話采取的策略包括請求并 接受與請求并拒絕；
[0056] 步驟S33 :在協(xié)作頻譜感知過程中，鄰居次用戶進行協(xié)作感知所得的效用跟信譽 值R與檢測率Pd相關(guān)；由于協(xié)作頻譜感知為動態(tài)博弈，則每個次用戶都可能成為請求者或 協(xié)作感知次用戶；
[0057] 步驟S34 :鄰居次用戶在做出決策前，先進行信譽計算，將信譽值代入博弈的效用 函數(shù)中，可計算采取策略相應(yīng)的效用，若請求者給出的獎勵A(yù)大于是其他頻譜感知請求進 行協(xié)作頻譜感知給予的額外獎勵《，次用戶能夠通過協(xié)作感知獲得最佳的效用，此時達到 均衡；
[0058] 步驟S35 :請求協(xié)作者受到鄰居次用戶的感知報告時，判斷次用戶是否有過交互 歷史或交互次數(shù)是否達到能夠可信的程度；若否則啟動推薦信譽請求，并將計算結(jié)果保存 到本地數(shù)據(jù)庫中；若是則請求者會根據(jù)信譽值，分析自己的效用并采取相應(yīng)的策略，若檢測
[0059] 特別地，在本實施例中，所述步驟S3中協(xié)作頻譜感知過程具體采用以下公式實 現(xiàn)：在協(xié)作頻譜感知過程中，當SU a接收到請求選擇協(xié)作感知，則效用為U a，其計算公式如 (5)所示：
[0060] Ua= A*(l+Pd*R) (5)
[0061] 其中A是請求協(xié)作感知的次用戶給協(xié)作感知的次用戶基本的獎勵，R是根據(jù)多路 徑傳遞過來的信譽值和在請求者本地數(shù)據(jù)庫中的信譽值計算得到的綜合信譽值；P d是頻譜 感知的檢測率。
[0062] 因為SU#理性的，當自己在協(xié)作SU ,頻譜感知的時段中，如果其他次用戶可能給 的獎勵多，那么SUa將錯過，所以此時在實施協(xié)作前次用戶可能會考慮選擇不與SU d協(xié)作，其 誘惑效用和凡。3的公式如（6)所示：
[0064] 其中《是其他頻譜感知請求SUa進行協(xié)作頻譜感知給予的額外獎勵。然而SUjM 果選擇與SUd協(xié)作會實現(xiàn)自己的效用更大，U U uea，那么如公式（7)所示：
[0066] A- ? 彡 A*Pd*R 彡 0 (8)
[0067] 從公式（8)可得，如果請求者要其他協(xié)作頻譜感知次用戶參與協(xié)作，那么支付的 獎勵一定要大于等于其他潛在的競爭者，則在單回合博弈中協(xié)作次用戶會選擇協(xié)作是納什 均衡策略；
[0068] 而對于請求者而言，當選擇發(fā)送協(xié)作頻譜感知請求并接受協(xié)作，所獲得的實際效 用Ud可用公式（9)表示：
[0069] Ud= B-A_A*P d*R (9)
[0070] 其中B是請求者與協(xié)作者共同完成協(xié)作頻譜感知所獲得的總效用；此外若請求者 拒絕SUa，造成的損失，其效用凡^可用公式（10)表示：
[0071] Uucd=-A* (1-R*pd) (10)
[0072] 如果想讓協(xié)作頻譜感知和請求者的次用戶采?。▍f(xié)作感知，請求并接受）策略，則 令Ud彡U uc;d，可得下面公式（11):
[0073] B-A_A*Pd*R 彡-A*(l_R*Pd) (11)
[0075] 由公式（12)可得出如果檢測率和綜合信譽值的乘積不小于0. 5,那么采?。ㄕ埱?并接受，協(xié)作感知）策略時，B多A，因為在同一個網(wǎng)絡(luò)中Pd的值可以視為是一樣的，