【摘要】：伴隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的進(jìn)步,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的安全范圍查詢(xún)技術(shù)受到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。因?yàn)闊o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的一些特征和限制條件,想要提出一種安全高效的范圍查詢(xún)協(xié)議面臨著許多挑戰(zhàn)。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,范圍查詢(xún)是最常見(jiàn)的一種查詢(xún)操作,主要是向網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)處在某個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。許多場(chǎng)景都會(huì)應(yīng)用到范圍查詢(xún),但其中還存在著一些安全問(wèn)題。本文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中范圍查詢(xún)所面臨的問(wèn)題,通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)和分析現(xiàn)有安全范圍查詢(xún)協(xié)議,研究出了一種新型的數(shù)據(jù)隱私性和完整性驗(yàn)證的安全范圍查詢(xún)協(xié)議YQuery。本文主要進(jìn)行了以下一些研究工作:針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中感知數(shù)據(jù)的隱私性保護(hù),YQuery協(xié)議提出了 SEM加密協(xié)議。該加密協(xié)議主要是使用流加密技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)和范圍查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行加密,數(shù)據(jù)的查詢(xún)操作可以以密文的形式進(jìn)行。SEM加密協(xié)議能夠很好地保護(hù)感知數(shù)據(jù)和查詢(xún)請(qǐng)求的隱私性。針對(duì)查詢(xún)結(jié)果的完整性驗(yàn)證,YQuery提出了 S2L和S2D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。S2L數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是將一個(gè)序列號(hào)與感知數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作得到Tag,然后將Tag與感知數(shù)據(jù)進(jìn)行連接操作得到S2L數(shù)據(jù)。S2D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是在S2L的基礎(chǔ)上將感知數(shù)據(jù)和其所在的維度進(jìn)行異或操作。利用S2L和S2D結(jié)構(gòu)可以有效地對(duì)判斷查詢(xún)結(jié)果是否完整。最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)YQuery的性能進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明YQuery協(xié)議與現(xiàn)有的部分協(xié)議相比具有更加好的能耗性能。
【圖文】：

２．１無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)概述逡逑２．邋１．１單層無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逡逑單層ＷＳＮｓ是常見(jiàn)的ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)，如圖２．１所示。該結(jié)構(gòu)主要包含感知節(jié)點(diǎn)逡逑（Ｓｅｎｓｏｒ邋Ｎｏｄｅ）、匯聚節(jié)點(diǎn)（Ｓｉｎｋ邋Ｎｏｄｅ）和基站。感知節(jié)點(diǎn)將其所懫集到的感知逡逑數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，以其他感知節(jié)點(diǎn)為“橋梁”逐跳地將處理過(guò)的感知數(shù)據(jù)傳送到逡逑匯聚節(jié)點(diǎn)。感知數(shù)據(jù)上傳到Ｓｉｎｋ后，，再由Ｓｉｎｋ將這些感知數(shù)據(jù)發(fā)送給基站。實(shí)逡逑際上，基站是實(shí)現(xiàn)用戶(hù)和ＷＳＮｓ交互的接口。用戶(hù)可以通過(guò)基站來(lái)管理、調(diào)整逡逑ＷＳＮｓ，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ＷＳＮｓ請(qǐng)求查詢(xún)服務(wù)。ＷＳＮｓ最終通過(guò)基站將相關(guān)的逡逑感知數(shù)據(jù)返回給用戶(hù)。逡逑一＇＾＼逡逑匯聚節(jié)點(diǎn)逡逑／邋＾邋＼逡逑感知節(jié)點(diǎn)邐—逡逑ＶＡ邐感知節(jié)點(diǎn)＾邐基站逡逑圖２．邋１傳統(tǒng)單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)圖逡逑單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)中的感知節(jié)點(diǎn)主要有兩個(gè)功能。第一，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，感知逡逑節(jié)點(diǎn)需要采集和處理相關(guān)感知數(shù)據(jù)。第二，感知節(jié)點(diǎn)還需要充當(dāng)“橋梁”轉(zhuǎn)發(fā)其逡逑他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)中的各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間等性能逡逑基本相同，由此也將會(huì)遇到以下兩個(gè)問(wèn)題。第一，感知節(jié)點(diǎn)通過(guò)“橋梁”來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)逡逑數(shù)據(jù)將消耗掉很多感知節(jié)點(diǎn)的能量。第二

統(tǒng)的ＷＳＮｓ中包含各種硬件，用戶(hù)在選擇合適的硬件來(lái)設(shè)計(jì)ＷＳＮｓ時(shí)需要考慮到逡逑—些因素，如電源、成本和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。其中感知節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，逡逑接下來(lái)本文將描述感知節(jié)點(diǎn)的典型結(jié)構(gòu)Ｈ，如圖２．２所示：逡逑存儲(chǔ)器｜邐邐逡逑ａ邐傳感器板逡逑圖２．邋２感知節(jié)點(diǎn)典型結(jié)構(gòu)逡逑感知節(jié)點(diǎn)主要由五個(gè)模塊組成：處理單元、傳感器板、存儲(chǔ)器、收發(fā)器和能逡逑量供應(yīng)模塊。其中，處理單元的作用是控制和調(diào)節(jié)感知節(jié)點(diǎn)。通常它可以從傳感逡逑器板讀取數(shù)據(jù)，執(zhí)行應(yīng)用程序，啟動(dòng)和結(jié)束通信協(xié)議。傳感器板主要作用是采集逡逑數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器主要被用來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，通常與處理單元相連接。收逡逑發(fā)器的作用主要是負(fù)責(zé)發(fā)射和接收無(wú)線電信號(hào)。能量供應(yīng)模塊主要是為節(jié)點(diǎn)中的逡逑一起模塊提供必要的能源，其一定程度上決定著整個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的生命周期。逡逑通常情況下，ＷＳＮｓ的部署需要大批價(jià)格低廉，體積小，功能多的感知節(jié)點(diǎn)。逡逑但是，感知節(jié)點(diǎn)在部署應(yīng)用時(shí)存在以下幾方面的局限性。逡逑（１）有限的電源能量逡逑感知節(jié)點(diǎn)一般是由電池來(lái)提供能源，有限的能源供應(yīng)是ＷＳＮｓ的最主要的限逡逑制之一
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 黃海平;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理和廣播認(rèn)證協(xié)議的研究[D];蘇州大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2615511