基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，针对链路切换的情况，当无人机节点位置变化引起网络拓扑变化时，无人机集群网络经过一个路由学习包的周期便可以进行相应更新；对于地面终端移动的情况，通过将无人机节点与地面终端动态绑定的方式来确保通信的稳定性。上述方式实现了对无人机集群网络进行移动性管理，从而确保地面终端与无人机集群网络的无缝通信。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法
本专利技术涉及网络技术以及区块链
，尤其涉及一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法。
技术介绍
无线移动通信技术的飞速发展，信息技术以及电信技术等不同领域的技术相互结合，使通信逐渐成为一个统一的整体。随着经济技术的不断发展和网络的日趋演进,各种现有的以及新兴的无线接入技术共同存在，既相互补充又相互竞争，构成下一代的泛在无线移动网络。下一代无线接入网的异构性表现在接入环境的异构性、终端异构性、业务异构性以及各种运营网络在认证与鉴权、计费、等策略上的差异性等方面。这些技术的发展为地面控制单元接入无人机集群网络提供了充足的技术支持。然而在这种网络、业务、终端等多元融合的发展趋势下，如何为无人机集群网络和地面控制单元之间提供移动性管理以保证无人机集群网络间漫游和服务的无缝移动依然是一个巨大的挑战。切换管理是移动性管理的重要组成部分之一，它和位置管理一起完成移动终端的移动性管理。随着网络技术的发展，移动终端在不同网络接入点之间的移动切换问题必然是要解决的。如何实现移动终端的网络接入点间切换，并且在切换的过程中,保持通信连续性，减少数据包的丢失，优化通信性能是无人机集群网络接入点切换控制技术研究需要考虑的问题。区块链技术具有不可篡改性、可验证性和可追溯性、高安全性等特点。首先，不可篡改性指信息一旦添加至区块链，则无法被任何人篡改，这是由于区块需要经过系统所有节点的一致性验证，因此单个节点上对数据的修改是无效的。其次，可验证性与可追溯性是区块中记录的每条信息都可以验证其真实性与可靠性并且追踪溯源，这是由于区块中的每条信息均附有时间戳，且已记录在区块中的数据是不可篡改的，因此可通过区块进行数据验证与追溯。最后，高安全性是指区块链采用非对称密码学技术对数据进行加密，同时借助共识算法形成的巨大算力来抵御外部攻击，使得整个区块链网络具有极高的安全性。区块技术采用分布式管理的思想并且具有高安全性的验证算法，非常适用于无人机集群网络的数据存储与传输通信。但是在实际的应用场景中，无人机位置切换会带来一些问题。链路切换：无人机相对位置变化引起的链路动态变化，进而导致通信中断而产生数据丢失。终端移动：当无人机集群网络用作中继网络时，地面终端需要从某个无人机处接入集群网络。但当地面终端与接入无人机发生相对运动，致使两者距离超过通信范围时，该终端便无法继续正常通信。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，可以避免无人机相对位置变化、以及地面终端移动所导致的连接地面终端与数据丢包等问题，实现无缝通信。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，包括：区块链存在无人机集群网络内的每一无人机节点中，从无人机集群网络中，按比例选出多个管理无人机，再基于管理无人机的位置选出指定范围内的无人机节点作为一个簇，簇内的管理无人机作为本地簇首无人机，用于存储簇内所有无人机节点以及地面终端的全局唯一的名字标识与安全属性值；无人机集群网络中还设有一个核心簇首无人机，与各个本地簇首无人机交互；当无人机节点A的位置变化引入无人机集群网络的拓扑变化时，在一个路由学习包的周期中，其他无人机节点根据无人机节点A的名字标识能够得知无人机节点A进入自身通信范围，所述其他无人机节点利用无人机节点A的发送的带有安全属性值的路由学习包来评估与无人机节点A之间的链路质量，若链路质量满足设定要求，则建立相应链路；对于地面终端移动的情况，预测无人机节点运动位置，并结合地面终端的安全属性值将无人机节点与地面终端动态绑定，绑定关系存储于相应的本地簇首无人机以及核心簇首无人机内。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，针对链路切换的情况，当无人机节点位置变化引起网络拓扑变化时，无人机集群网络经过一个路由学习包的周期便可以进行相应更新；对于地面终端移动的情况，通过将无人机节点与地面终端动态绑定的方式来确保通信的稳定性。上述方式实现了对无人机集群网络进行移动性管理，从而确保地面终端与无人机集群网络的无缝通信。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种无人机集群网络示意图；图3为本专利技术实施例提供的安全属性工作原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的集群网络链路切换示意图图5为本专利技术实施例提供的地面终端移动切换示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在无人机集群网络中，无人机相对位置变化会引起链路产生动态变化，进而导致通信中断而产生数据丢失；亦或是因为作为中继网络时，地面终端的移动使得终端无法稳定的与网络中的一个无人机相连。因此需要对无人机集群网络进行移动性管理，以实现地面终端与无人机集群网络的无缝通信。为了解决上述问题，本专利技术将对地面终端在无人机集群网络接入点之间的移动切换、以及无人机在无人机集群网络中的链路切换并保持切换过程的通信连续性进行研究，提出了一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，如图1所示，主要包含三个部分：构建无人机集群网络、无人机安全属性管理、以及链路切换和地面终端移动解决方案。一、构建无人机集群网络。本专利技术实施例中，区块链存在无人机集群网络内的每一无人机节点中，如图2所示，从无人机集群网络中，按比例选出多个管理无人机，再基于管理无人机的位置选出指定范围内的无人机节点作为一个簇，簇内的管理无人机作为本地簇首无人机，用于存储簇内所有无人机节点以及地面终端的全局唯一的名字标识与安全属性值；簇首无人机搭载名称解析服务器，用于身份验证、信息管理等功能。上述操作所涉及的，比例、指定范围可以由用户根据实际情况或者经验进行设定，至少要确保所有无人机都位于一个簇内，且簇内包含一个本地簇首无人机。无人机集群网络中还设有一个核心簇首无人机，从各本地簇首无人机中通过推举选出，用于全局设备管理，与各个本地簇首无人机交互；核心簇首无人机将存储全局的标识信息以及所有无人机的公钥信息。当某个簇的本地簇首无人机被推举为核心簇首无人机后，再重新选择一个本地簇首无人机；此处算法较为灵活，只要保证整个无人机集群有一个核心簇首无人机，多个本地簇首无人机，每个无人机都在某个簇内即可。本专利技术实施例中，标识信息指的是名字标识，类似于身份ID。公钥是其他无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，包括：/n区块链存在无人机集群网络内的每一无人机节点中，从无人机集群网络中，按比例选出多个管理无人机，再基于管理无人机的位置选出指定范围内的无人机节点作为一个簇，簇内的管理无人机作为本地簇首无人机，用于存储簇内所有无人机节点以及地面终端的全局唯一的名字标识与安全属性值；无人机集群网络中还设有一个核心簇首无人机，与各个本地簇首无人机交互；/n当无人机节点A的位置变化引入无人机集群网络的拓扑变化时，在一个路由学习包的周期中，其他无人机节点根据无人机节点A的名字标识能够得知无人机节点A进入自身通信范围，所述其他无人机节点利用无人机节点A的发送的带有安全属性值的路由学习包来评估与无人机节点A之间的链路质量，若链路质量满足设定要求，则建立相应链路；/n对于地面终端移动的情况，预测无人机节点运动位置，并结合地面终端的安全属性值将无人机节点与地面终端动态绑定，绑定关系存储于相应的本地簇首无人机以及核心簇首无人机内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，包括：
区块链存在无人机集群网络内的每一无人机节点中，从无人机集群网络中，按比例选出多个管理无人机，再基于管理无人机的位置选出指定范围内的无人机节点作为一个簇，簇内的管理无人机作为本地簇首无人机，用于存储簇内所有无人机节点以及地面终端的全局唯一的名字标识与安全属性值；无人机集群网络中还设有一个核心簇首无人机，与各个本地簇首无人机交互；
当无人机节点A的位置变化引入无人机集群网络的拓扑变化时，在一个路由学习包的周期中，其他无人机节点根据无人机节点A的名字标识能够得知无人机节点A进入自身通信范围，所述其他无人机节点利用无人机节点A的发送的带有安全属性值的路由学习包来评估与无人机节点A之间的链路质量，若链路质量满足设定要求，则建立相应链路；
对于地面终端移动的情况，预测无人机节点运动位置，并结合地面终端的安全属性值将无人机节点与地面终端动态绑定，绑定关系存储于相应的本地簇首无人机以及核心簇首无人机内。


2.根据权利要求1所述的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，无人机集群网络中设置簇首备份，用于故障修复：本地簇首无人机定期将其存储的信息通过安全方式广播到当前簇内，由本地簇首无人机指定一个或多个簇内无人机进行数据备份；核心簇首则指定一个或多个各簇内的本地簇首无人机进行数据备份；若当前本地簇首无人机或者核心簇首无人机出现异常，作为备份的无人机将以安全属性值的大小作为优先级依据进行替代，安全属性值越大优先级越高。


3.根据权利要求1所述的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，无人机集群网络中，当前节点向下一跳节点转发数据时，先判断下一跳节点的安全属性值，如果下一跳节点的安全属性值高于安全阈值，当前节点将数据转发至下一跳节点；否则，暂停转发。


4.根据权利要求1或3所述的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，无人机节点的安全属性值采用区块共识算法来更新，更新后的安全属性值存储与区块链中；区块链还记录每个无人机节点的行为轨迹，当无人机节点做出异常举动并被其他无人机节点发现，将降低相应无人机节点的安全属性值。


5.根据权利要求1所述的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，无人机节点以及地面终端均具有全局唯一的名字标识；
当无人机集群网络作为通信网络使用时，每一个无人机节点还承担数据转发的任务，在数据转发过程中，将使用全局唯一的名字标识作为网络地址进行寻址，数据将以此为根据进行转发；
当无人机集群网络作为中继网络时，根据地面终端与无人机节点的对应关系，建立地面终端与无人机节点之间的映射，数据将按照无人机的全局唯一的名字标识进行转发。


6.根据权利要求1所述的一种基于区块链安全属性的自组网移动接入切换方法，其特征在于，所述其他无人机节点利用无人机节点A的发送的带有安全属性值的路由学习包来评估与无人机节点A之间的链路质量包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晓枫，肖锋锐，曹琬廑，陈双武，何华森，杨坚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34