近年來,伴隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、無線通信和嵌入式的不斷發(fā)展和進(jìn)步,微型傳感器的生產(chǎn)成本和通信能耗進(jìn)一步降低。傳感器節(jié)點(diǎn)具有對監(jiān)測目標(biāo)的感知能力、對采集數(shù)據(jù)的計(jì)算分析能力以及與其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信能力。將傳感器節(jié)點(diǎn)通過隨機(jī)或人工方式部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi),通過無線通信方式形成一個(gè)分布式多跳自組織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、可靠性高、針對具體應(yīng)用和以數(shù)據(jù)為中心等特點(diǎn),使其在國防軍事、系統(tǒng)控制和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是,傳感器節(jié)點(diǎn)在計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和自身能量資源等方面存在一定局限性,導(dǎo)致其在實(shí)際的部署使用中面臨諸多問題和挑戰(zhàn),其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)問題很大程度上影響了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署和使用。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中易造成的位置隱私泄露問題和數(shù)據(jù)隱私篡改問題進(jìn)行理論分析和算法研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:針對源節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)問題,提出一種WSN中基于定向隨機(jī)的幻影路由隱私保護(hù)協(xié)議算法。首先,算法通過前兩次定向隨機(jī)選取幻影節(jié)點(diǎn)待選區(qū)域范圍,在待選區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行本輪幻影節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)選取工作;然后,為了確保感知數(shù)據(jù)傳輸過程能量消耗最低,算法通過改進(jìn)的最小能耗路由協(xié)議進(jìn)行感知數(shù)據(jù)無線多跳傳輸。最后,數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)根據(jù)本輪幻影節(jié)點(diǎn)的地理位置信息,將傳感器節(jié)點(diǎn)獲取的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給本輪選取的幻影節(jié)點(diǎn),隨后由本輪幻影節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總;通過上述流程確保了感知數(shù)據(jù)傳輸路徑的多樣性,從而有效地保護(hù)了數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的位置隱私信息。針對數(shù)據(jù)隱私范圍查詢問題,提出一種兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)保序?qū)ΨQ范圍查詢協(xié)議算法。該算法主要包括模糊范圍查詢階段和精確范圍查詢階段。首先,模糊范圍查詢階段在精確查詢范圍基礎(chǔ)上按照應(yīng)用的特殊性擴(kuò)大一定的查詢范圍,實(shí)現(xiàn)初步的感知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)篩選過濾工作;查詢過程添加單元分組標(biāo)志,指定查詢單元分組范圍,避免不必要的數(shù)據(jù)查詢工作造成額外網(wǎng)絡(luò)能量資源的浪費(fèi)。然后,精確范圍查詢階段對模糊范圍查詢階段上傳到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的模糊查詢結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的精確查詢并將查詢結(jié)果發(fā)送到Sink節(jié)點(diǎn)。該算法在數(shù)據(jù)查詢階段和傳輸過程中均采用保序?qū)ΨQ加密算法進(jìn)行數(shù)據(jù)加密保護(hù),保證了感知數(shù)據(jù)傳輸過程的隱私性。在單元分組內(nèi)采用改進(jìn)的最小能耗路由協(xié)議進(jìn)行感知數(shù)據(jù)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)工作。最后,通過在TinyOS仿真平臺(tái)TOSSIM和MATLAB下,對本文提出的算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)對比分析;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文針對位置隱私和數(shù)據(jù)隱私提出的算法,在隱私性保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)能耗等方面與現(xiàn)有算法相比都表現(xiàn)出更好的合理性和有效性。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212.9;TN915.08
【部分圖文】：

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文：節(jié)點(diǎn)的能量消耗值是指節(jié)點(diǎn)編程、感知與采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)。通常情況下，大部分的能量都用于傳輸數(shù)據(jù)。能量以電池部。電池的成本最近大幅度下降，尤其是一次性電池。器：傳感器可以根據(jù)工作原理分為以下幾類：物理傳感器、；傳感器是用來從監(jiān)控區(qū)域中采集數(shù)據(jù)并產(chǎn)生自然界中某種備。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)技術(shù)研究② 默認(rèn)攻擊者初始化位置位于 Sink 節(jié)點(diǎn)附近，因?yàn)?Sink 節(jié)點(diǎn)為感知附近通訊信號(hào)更加頻繁，信號(hào)強(qiáng)度更強(qiáng)，默認(rèn)攻擊者的監(jiān)聽設(shè)備半徑通信半徑均為 R。③ 默認(rèn)攻擊者移動(dòng)到目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的速度受到限制，即：攻擊者據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)位置的時(shí)候，無法瞬間移動(dòng)到該傳感器節(jié)點(diǎn)附近，該模型實(shí)際情況。④ 攻擊者可以根據(jù)數(shù)據(jù)包發(fā)送信號(hào)強(qiáng)弱的時(shí)間順序判斷傳感器節(jié)點(diǎn)位置關(guān)系，進(jìn)而攻擊者逐條移動(dòng)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳弦惶?jié)點(diǎn)，直到反向數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)。普通

節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)距離點(diǎn)選取過程中，幻影節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)平均距離是重要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)可視區(qū)域觀點(diǎn)，當(dāng)攻擊者跟蹤到源節(jié)點(diǎn)一定范圍可直接當(dāng)幻影節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)距離過小時(shí)，攻擊者很容易發(fā)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)DBPR 協(xié)議中，幻影節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)的距離值 dps 隨著隨機(jī)數(shù)in,pdmin)；以相同概率選取集合[dmin,pdmin)中的值作為隨機(jī)據(jù)統(tǒng)計(jì)，PNDBPR 方案中幻影節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)的平均距離為 dPRPP 協(xié)議隨機(jī)生成 dps，通過公式(3.10)計(jì)算 RDPRPP 協(xié)議距離。min min minmin( 1) ( 2) ( 3)23randd d dd d+ + + + += = + 最小半徑和最大半徑分別選取為 Rmin=50m 和 Rmin=80m，行 500 次數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)，計(jì)算幻影節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)的平均距離
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 戴華;楊庚;肖甫;周強(qiáng);何瑞良;;兩層傳感網(wǎng)中能量高效的隱私保護(hù)范圍查詢方法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2015年04期

2 易險(xiǎn)峰;樊曉平;;基于冗余分支匯集螺線的源節(jié)點(diǎn)位置隱私路由保護(hù)策略[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2015年02期

3 彭輝;陳紅;張曉瑩;范永健;李翠平;李德英;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)技術(shù)[J];軟件學(xué)報(bào);2015年03期

4 李江;劉學(xué)軍;章瑋;;基于門限路由的源節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)協(xié)議[J];南京師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

5 劉學(xué)軍;李江;李斌;;基于最小能耗路由的源節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)協(xié)議[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2014年03期

6 易險(xiǎn)峰;樊曉平;;追蹤時(shí)間受限的源節(jié)點(diǎn)位置隱私路由保護(hù)策略[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2014年02期

7 竇軼;黃海平;王汝傳;秦小麟;;兩層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全范圍查詢協(xié)議[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2013年06期

本文編號(hào)：2852432