24、布隆过滤器在无线通信与网络安全中的应用

布隆过滤器在无线通信与网络安全中的应用

布隆过滤器在无线通信中的应用

在无线通信领域，如无线传感器网络（WSN）、移动自组织网络（MANET）、车载自组织网络（VANET）和物联网（IoT）中，设备或节点的移动性给网络带来了诸多挑战。

一方面，节点位置不断变化，定位节点变得困难，子网内节点频繁加入或离开网络，这就要求每个节点都要实时更新网络拓扑信息。同时，网络中需要广播大量消息，如用于认证的密钥共享、来源信息等。另一方面，传感器的电源供应有限，无法进行复杂的处理。

布隆过滤器在解决这些问题上发挥了重要作用：
- 节省带宽和内存 ：大尺寸消息会消耗接收方的带宽和内存，而小尺寸的布隆过滤器可以存储大量信息，且传输时占用带宽低。定期广播布隆过滤器是一种经济高效的解决方案。
- 操作速度快 ：布隆过滤器的操作时间复杂度恒定，插入或查询信息的速度非常快，这意味着传感器或节点在执行布隆过滤器操作时所需的功率更低。

下面是不同无线通信技术中布隆过滤器应用的比较表格：
| 技术 | 布隆过滤器变体 | 减少误报技术 | 目的 |
| — | — | — | — |
| Choi 等人 | 标准 | 否 | 设备发现协议 |
| Sanchez - Hernandez 等人 | 计数 | 否 | 拓扑信息广播 |
| Talpur 等人 | 标准 | 否 | 广播协议 |
| Moualla 等人 | 标准 | 否 | 缓存管理 |
| OSR | 标准 | 否 | 路由 |
| BFRP | 动态 |