隨著無線傳感網(wǎng)的廣泛應用,大量感知信息在網(wǎng)絡中交互,用戶可以很方便的獲取所需要的信息。另外,各種傳感器可以實時監(jiān)測和收集物體的狀態(tài)信息,并對信息進行智能化的分析和管理。然而,由于無線傳感網(wǎng)是開放和包容的網(wǎng)絡,這也孕育了一些新的安全問題。其中,用戶隱私信息的泄露給無線傳感網(wǎng)的發(fā)展帶來了巨大的安全性挑戰(zhàn),隱私保護成了無線傳感網(wǎng)與信息安全領(lǐng)域的研究熱點之一。因此,本文圍繞無線傳感網(wǎng)中節(jié)點位置和數(shù)據(jù)的隱私信息,對節(jié)點位置、信息查詢和數(shù)據(jù)聚合中保護敏感信息的安全進行了研究,旨在進一步建立和完善更安全、更高效的隱私保護方案,并取得以下主要研究成果：1.提出一個利用蟻群算法保護源節(jié)點位置信息的方案。在該方案中,蟻群最優(yōu)算法提供了一種自然內(nèi)在的路由探索方法,通過信息素更新,使得數(shù)據(jù)包在不同的節(jié)點之間傳輸,這樣可以有效防止敵手在局部區(qū)域內(nèi)追蹤數(shù)據(jù)包。由于數(shù)據(jù)包的傳輸是隨機的,因此敵手無法根據(jù)已捕獲的信息來判斷下一次數(shù)據(jù)包的來源,進而敵手無法根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸追蹤源節(jié)點的位置。通過分析和仿真實驗,該方案不僅可以保護源節(jié)點的位置隱私,還可以節(jié)省各個節(jié)點的能量,并增加整個網(wǎng)絡的運行時間。2.提出一個多源多路徑的保護源節(jié)點位置的方案。該方案初始化多個源節(jié)點,它們由真實的源節(jié)點和偽造的源節(jié)點組成。和真實源節(jié)點一樣,.偽造源節(jié)點使用相同的信息傳輸規(guī)則將假信息發(fā)給基站。當敵手進行全局的通訊量分析時,他很難區(qū)分真實源節(jié)點和偽造源節(jié)點,從而使敵手做出錯誤的判斷。另外,網(wǎng)絡初始化時,多路徑由預先設定的一些節(jié)點組成,這樣可以減少傳輸時間,使數(shù)據(jù)包快速到達基站。3.提出一個代理混淆區(qū)的保護基站位置信息的方案。在該方案中,基站周圍有一圈預設的混淆區(qū),當混淆區(qū)內(nèi)的節(jié)點收到數(shù)據(jù)包時,該節(jié)點就會向其他節(jié)點(包括基站)發(fā)送數(shù)據(jù)包。當敵手在基站附近監(jiān)聽時,他就無法判斷基站的真實位置。該方案能防止敵手追蹤信息傳輸和通訊量分析。4.提出一個多基站混淆區(qū)的保護基站位置信息的方案。在該方案中,多基站由真實的基站和偽造的基站組成,并且在各個基站周圍都有一個混淆區(qū)域,同時,網(wǎng)絡中會定期發(fā)送假數(shù)據(jù)包。真實基站的混淆區(qū)不僅要過濾假信息,還要廣播真實信息。假基站的混淆區(qū)不僅要廣播假信息,還要轉(zhuǎn)發(fā)真實信息。安全分析和實驗結(jié)果表明,該方案不僅可以有效防止敵手進行全局通訊量分析,還可以保護基站位置隱私。5.提出一個基于簇的保護敏感信息的數(shù)據(jù)查詢方案。為了防止用戶在查詢數(shù)據(jù)時敏感數(shù)據(jù)和隱私信息泄露,該方案利用匿名的方法防止敵手獲取用戶的查詢頻率和節(jié)點的位置信息。然后在傳輸查詢結(jié)果時,該方案利用前綴編碼驗證的方法來保護敏感數(shù)據(jù)。Sink節(jié)點在不知道查詢結(jié)果的情況下,可以對已經(jīng)編碼的查詢結(jié)果進行處理,這樣可以防止敵手在Sink節(jié)點處竊取查詢結(jié)果。安全分析表明該方案可以保護用戶的敏感信息和數(shù)據(jù)安全。6.提出一個改進的關(guān)于保護敏感信息的數(shù)據(jù)聚合方案。Liu等人提出一個概率分片的數(shù)據(jù)聚合方法,它可以減少各個節(jié)點的通訊開銷。我們在此基礎(chǔ)上進行改進,提高小分片的概率,這樣可以進一步減少通訊量,同時減少敵手竊取分片數(shù)據(jù)的概率,提高數(shù)據(jù)聚合的安全性,保護敏感數(shù)據(jù)。仿真實驗表明該方案能夠減少節(jié)點間的通訊并保護敏感信息的安全。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TN929.5;TP212.9
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 關(guān)于源節(jié)點位置信息的隱私保護
        1.2.2 關(guān)于基站位置信息的隱私保護
        1.2.3 數(shù)據(jù)查詢中的隱私保護
        1.2.4 數(shù)據(jù)聚合中的隱私保護
    1.3 論文安排及主要研究成果
        1.3.1 論文主要安排
        1.3.2 主要研究成果
第二章 基礎(chǔ)知識
    2.1 前綴編碼驗證理論
    2.2 隱私信息及相關(guān)理論
    2.3 蟻群算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 源節(jié)點位置信息的隱私保護方案
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 網(wǎng)絡模型
        3.2.2 敵手模型
    3.3 基于蟻群算法的源節(jié)點位置隱私保護方案
        3.3.1 蟻群最優(yōu)算法及能量模型
        3.3.2 節(jié)能高效的位置隱私保護方案
        3.3.3 性能分析
        3.3.4 實驗結(jié)果
    3.4 多源多路徑的源節(jié)點位置隱私保護方案
        3.4.1 基本思想與算法描述
        3.4.2 性能分析
        3.4.3 仿真實驗
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基站位置信息的隱私保護方案
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
        4.2.1 網(wǎng)絡模型
        4.2.2 敵手模型
    4.3 基于代理混淆區(qū)的基站位置隱私保護方案
        4.3.1 基本思想與算法描述
        4.3.2 仿真實驗
    4.4 多基站混淆區(qū)的基站位置隱私保護方案
        4.4.1 基本思想與算法描述
        4.4.2 安全分析
        4.4.3 仿真實驗
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于簇的隱私保護的數(shù)據(jù)查詢方案
    5.1 引言
    5.2 網(wǎng)絡和敵手模型
        5.2.1 網(wǎng)絡模型
        5.2.2 敵手模型
    5.3 安全高效的基于簇的查詢處理方案
        5.3.1 方案概述
        5.3.2 前綴編碼驗證及數(shù)值化方法
        5.3.3 數(shù)據(jù)收集
        5.3.4 數(shù)據(jù)過濾和查詢處理
    5.4 安全分析和性能分析
        5.4.1 隱私安全分析
        5.4.2 性能分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 改進的隱私保護的數(shù)據(jù)聚合方案
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)模型
        6.2.1 網(wǎng)絡模型
        6.2.2 敵手模型
    6.3 高能效和保護隱私的安全數(shù)據(jù)聚合方案
        6.3.1 構(gòu)建聚合樹
        6.3.2 數(shù)據(jù)分片
        6.3.3 數(shù)據(jù)混合
        6.3.4 數(shù)據(jù)聚合
        6.3.5 數(shù)據(jù)確認機制
    6.4 仿真實驗
        6.4.1 通訊量分析
        6.4.2 隱私保護分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)束語
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
博士在讀期間參與完成的項目

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張源峰;;淺談無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系[J];湖北科技學院學報;2012年12期

2 ;中歐合作研發(fā)成功無線傳感網(wǎng)關(guān)[J];今日科技;2013年11期

3 艾春麗;張鳳登;劉榮鵬;;無線傳感網(wǎng)能量監(jiān)測方法研究[J];自動化儀表;2007年12期

4 汪小燕;程文青;王峻峰;;一種異構(gòu)配置的無線傳感網(wǎng)成本分析[J];無線電工程;2008年01期

5 楊盤隆;陳貴海;;無線傳感網(wǎng)與因特網(wǎng)融合技術(shù)[J];中興通訊技術(shù);2009年05期

6 李光遠;;無線傳感網(wǎng)入侵檢測技術(shù)研究[J];軟件導刊;2011年08期

7 ;“無線傳感網(wǎng)與微系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域”項目群等通過驗收[J];中國西部科技;2011年36期

8 汪海波;錢建波;王威;;一種基于無線傳感網(wǎng)的智能交通擁堵監(jiān)測與控制系統(tǒng)[J];電腦知識與技術(shù);2012年24期

9 蘇葉健;;無線傳感網(wǎng)技術(shù)綜述[J];信息通信;2012年06期

10 羅劍;;高職院�！稛o線傳感網(wǎng)應用與實踐》課程建設的探索[J];科技信息;2012年34期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 周黎鳴;無線傳感網(wǎng)中節(jié)點位置和數(shù)據(jù)的隱私保護研究[D];北京郵電大學;2015年

2 陳分雄;無線傳感網(wǎng)中事件監(jiān)測的壓縮感知與異常檢測算法研究[D];中國地質(zhì)大學;2013年

3 郭江鴻;無線傳感網(wǎng)若干安全問題研究[D];西安電子科技大學;2013年

4 陳友榮;無線傳感網(wǎng)生存時間優(yōu)化算法的研究[D];浙江工業(yè)大學;2011年

5 曾迎之;無線傳感網(wǎng)密鑰管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2009年

6 張海濤;無線傳感網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度研究[D];北京郵電大學;2012年

7 應蓓華;用于無線傳感網(wǎng)的低能耗數(shù)據(jù)壓縮[D];清華大學;2010年

8 童孟軍;無線傳感網(wǎng)能量有效路由協(xié)議的研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

9 趙博;適用于無線傳感網(wǎng)的射頻收發(fā)機的關(guān)鍵技術(shù)[D];清華大學;2011年

10 王新勝;無線傳感網(wǎng)容忍入侵關(guān)鍵技術(shù)研究[D];江蘇大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 王飛;無線傳感網(wǎng)中基于梯度的能量感知分簇拓撲算法研究[D];鄭州大學;2015年

2 張騫;基于蜂群的無線傳感網(wǎng)區(qū)域覆蓋優(yōu)化算法研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

3 楊言安;ZigBee無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];山西大學;2015年

4 顧鵬;無線傳感網(wǎng)目標定位系統(tǒng)的研究及實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

5 趙坤;區(qū)域高密度無線傳感網(wǎng)的設計與實現(xiàn)[D];復旦大學;2014年

6 張家寧;基于太陽能的無線傳感網(wǎng)節(jié)點設計與能量優(yōu)化[D];大連理工大學;2015年

7 張敏;無線傳感網(wǎng)中的認證技術(shù)研究[D];北京郵電大學;2013年

8 郭凌超;基于無線傳感網(wǎng)的音頻點播系統(tǒng)[D];華中科技大學;2013年

9 楊曄萌;無線傳感網(wǎng)拓撲管理技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2014年

10 黃歡;無線傳感網(wǎng)節(jié)點設計及定位研究[D];同濟大學;2007年

本文編號：2846064