基于博弈论的认知无线电网络数据伪造对抗研究.pdf

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1、2015年6月1日现代电子技术Jun．2015第38卷第11期ModernElectronicsTechniqueVo1．38No．11基于博弈论的认知无线电网络数据伪造对抗研究张树森，张国峰，王腾飞(1．海军航空工程学院电子工程系，山东烟台264001；2．国防信息学院，湖北武汉430000)摘要：博弈论是认知无线电技术的重要分析工具。数据伪造攻击是认知无线电网络中物理层面临的一种安全威胁，在这种攻击中，攻击者向其他次用户发送虚假的主用户感知数据，进而干扰合法次用户利用空闲的频谱。结合军用认知无线电网络的应用背景，

2、利用信号博弈理论对数据伪造攻击进行建模，建立博弈模型并最终得到了均衡的条件。最后对实验结果进行分析，验证了模型的有效性。关键词：博弈论；数据伪造攻击；认知无线电；贝叶斯均衡中图分类号：TN97—34文献标识码：A文章编号：1004—373x(2O15)11．0043—03ResearchongametheorybasedcountermeasuretodatafalsificationincognitiveradionetworksZHANGShu—sen，ZHANGGuo·feng，WANGTeng—fei(1．D

3、epartmentofElectronicandInformationEngineering，NAAU，Yantai264001，China；2．PLAInstituteofNationalDefenseInformation，Wuhan430000，China)Abstract：Gametheoryisanimportantanalyticaltoolofcognitiveradiotechnology．Thedatafalsificationattackisaseeuri—tythreatthatthephysi

4、callayerofcognitiveradionetworksisfacing，bywhichtheattackerstransmitfalseperceptiondataofthemasterusertoothersecondaryuserstodisturblegalsecondaryuserswithunoccupiedspectrum．Thegametheoryforsignalisp—pliedtobuildingdatafalsificationattackmodelincombinationwitht

5、heapplicationbackgroundofmilitarycognitiveradionet-works．Thegamemodelwasbuiltandtheequilibriumconditionwasobtainedfinally．Theexperimentalresuhsareanalyzedandthemodelavailabilityisverified．Keywords：gametheory；datafalsificationattack；cognitiveradio；BayesEquilibri

6、um军用认知无线电网络面临的一个根本性挑战就是的分析，用E代表主用户占用频谱，用代表主用户没如何解决好频谱感知问题，即网络中的次用户(SU)获有出现，频谱处于闲置状态。P和P分别代表频谱是悉主用户(PU)是否正在占用频谱资源。然而，单个作否被占用的先验概率。在博弈的过程中由于玩家i并战通信节点独立感知的准确性将受到路径损耗和衰落不知道玩家7被俘获，双方还将继续进行协作和数据的的严重影响，为了解决这些问题，多个作战通信节点的共享。用占表示玩家i的观测值，在整个检测过程中玩协作频谱感知方法应运而生。协作频谱感知在优化主家

7、i将检测到n个可能的值：，／．／一，。由于检测过程用户及信道感知数据的同时也为感知的安全性带来了中每个玩家将独自进行检测，所以检测值之间是相互独新的严峻挑战。立的。在协作过程中玩家i会将其本地观测值．发送给玩家，如果玩家是恶意的，它将会发送给玩家i一个1博弈描述．．错误的本地观测值-o变量8将取决于玩家的攻击本文中只考虑存在两个次用户的情况，即一个次用策略以及．的值。户为我方诚实的作战通信节点，另一个为被敌方俘获的博弈过程涉及的元素如下：恶意的协作感知节点。在模型的讨论分析中，为简便起玩家类型：博弈的过程中，玩家的类

8、型空间0．=见，将诚实的我方节点和恶意的被俘获节点分别用玩家{诚实，恶意}。玩家认为玩家是恶意的先验概率为i和玩家代替。军用认知无线电网络中的每个次用户．IB，玩家i的类型C=，占o都会时刻检测网络并感知主用户是否存在。为了下面玩家行动：玩家i的行动是对主用户是否存在进行收稿日期：2014．12．20判断，而玩家．的行动则是决定是否向玩家i发送