压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法及系统

1.压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法，其特征在于：包括以下步骤：根据电动汽车和聚合器的部署情况，构建网络模型；将电动汽车和聚合器的部署情况等效为部署在矩形区域具有N个节点的无线传感网络G(V，E)，其中，V表示节点的集合，E表示不同节点之间的链路集，从网络模型中的其他节点收集数据为汇聚节点S，网络模型数据聚合以周期的形式进行，每周期每个节点只产生一个样本数据， 为第 i 个节点在每周期产生的样本，每周期会从N个节点收集N个样本，为 ；根据网络模型构建最小生成树；对最小生成树的每个节点生成缝补密钥；基于压缩感知进行车网交互数据融合；将网络模型划分为M个不重叠的簇来聚合车网交互数据，其中，M个簇分别表示为 ,每个簇包含的节点数为 ，簇中每个节点的测量数据记为 ，之后将 与该节点对应的 相乘，得到 ，且 ，使网络模型每个叶节点发送他的测量值 给簇头节点，同时簇头将从叶节点接收到的测量值以及自身的测量值相加，得到第 j 个簇头节点的最终测量值为：其中， 是 和 的线性组合，对于每个簇C， 为所有节点每周期的观测数据，测量数据 的生成规则为网络模型中簇头通过最小生成树将计算出的测量值传递给网络模型中的汇聚节点，簇头沿着最小生成树向汇聚节点的方向，将簇头的当前测量值与从后面沿着最小生成树向汇聚节点的中继数据包封装在一起；每一簇作为测量矩阵 的一行，网络模型中每个节点为测量矩阵的一列，M个随机形成的簇头和每个簇中的节点对应于测量矩阵 的行和相应列：其中， 为测量矩阵 的第j行， ， ，汇聚节点从最小生成树接收的数据包包含测量向量的元素 ，其中包含测量向量的元素 是测量数据和节点随机值的线性组合：其中 ， ， ， , ；将融合后的车网交互数据传输至最小生成树的汇聚节点，在汇聚节点对融合后的车网交互数据进行解密得到原始数据。 2.根据权利要求1所述的压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法，其特征在于：所述每个节点的通信距离为：其中， 为所划定矩形区域的最大边的长度， N 为矩形区域节点数。 3.根据权利要求1所述的压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法，其特征在于：所述根据网络模型构建最小生成树的具体实现方法为：在网络模型的基础上将电动汽车与聚合器的分布等效为图，将网络模型中所有节点和链路依次加入到优先队列P1中；取出优先队列P1中的最小链路，判断链路的两点是否联通；若链路的两点联通则说明两个节点已经有其它边将两点联通了，跳过；否则，将两个顶点合并，这条链路被使用；依次判优先队列P1中所有的断链路的两点是否联通，直至优先队列P1为空，被使用的链路构成最小生成树。 4.根据权利要求1所述的压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法，其特征在于：所述对最小生成树的每个节点生成缝补密钥的具体实现方法为：每个节点利用Logistic混沌系统生成混沌序列L：其中， 是控制参数， 是产生的混沌序列，根据Logistic产生的随即映射经过函数投影，得到伯努利分布序列 ：其中， 是长度为N的伯努利分布序列，是每个节点的子密钥。 5.根据权利要求1所述的压缩感知的车网交互数据轻量级安全汇聚传输方法，其特征在于：所述将融合后的车网交互数据传输至最小生成树的汇聚节点，在汇聚节点对融合后的车网交互数据进行解密得到原始数据的具体实现方法为：汇聚节点在每周期数据采集之前会接收到簇头返回的簇组织信息，并返回生成子密钥的随机种子，汇聚节点具备测量矩阵每列的数值元素，每一簇组成观测矩阵的每一行元素，不同簇的汇聚节点包含的元素组合最终得到完整的测量矩阵 ，在车网互动数据聚合完成之后，从测量向量 中使用OMP正交匹配追踪重构算法恢复原始信号 。 6.一种车网交互数据轻量级安全汇聚传输系统，其特征在于，包括网络模型构建模块、最小生成树构建模块、缝补密钥生成模块、车网交互数据融合模块和解密模块；网络模型构建模块用于将电动汽车和聚合器的部署情况等效为部署在矩形区域具有N个节点的无线传感网络；最小生成树构建模块用于将网络模型在每个周期，随机选取M个节点作为聚合节点收集数据，并依据最小生成树产生其路径，最终将数据传送给汇聚节点；最小生成树构建模块包括：优先队列P1构建模块和链路连通判断模块；优先队列P1构建模块用于在网络模型的基础上将电动汽车与聚合器的分布等效为图，将网络模型中所有节点和链路依次加入到优先队列P1中；链路连通判断模块用于取出优先队列P1中的最小链路，判断链路的两点是否联通；若链路的两点联通则说明两个节点已经有其它边将两点联通了，跳过；否则，将两个顶点合并，这条链路被使用；依次判优先队列P1中所有的断链路的两点是否联通，直至优先队列P1为空，被使用的链路构成最小生成树；缝补密钥生成模块用于生成最小生成树每个节点的密钥；车网交互数据融合模块用于压缩感知加密的数据；解密模块用于对压缩感知加密的数据进行解密得到原始数据。 7.根据权利要求6所述的一种车网交互数据轻量级安全汇聚传输系统，其特征在于：所述缝补密钥生成模块包括混沌序列L生成模块和伯努利分布序列 生成模块；混沌序列L生成模块用于每个节点利用Logistic混沌系统生成混沌序列L；伯努利分布序列 生成模块用于根据Logistic产生的随即映射经过函数投影，得到伯努利分布序列 。