無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSNs)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，如應(yīng)用于軍事國(guó)防、生物醫(yī)療、環(huán)境檢測(cè)以及智能家居等領(lǐng)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一
　　然而由于部署的環(huán)境惡劣，節(jié)點(diǎn)自

2、身資源受限等特點(diǎn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)非常容易遭受攻擊。其安全問(wèn)題面臨著威脅，其中，網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的位置隱私保護(hù)研究也是得到越來(lái)越多研究人員的高度重視。匯聚節(jié)點(diǎn)是連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和外部互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)采集網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給觀察者，同時(shí)匯聚節(jié)點(diǎn)也承擔(dān)著向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布任務(wù)和配置網(wǎng)絡(luò)的功能。因此，一旦匯聚節(jié)點(diǎn)遭到攻擊惡意破壞后，那么整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將有可能面臨癱瘓的危險(xiǎn)。本文針對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的位置隱私保護(hù)問(wèn)題，做

3、了如下工作:
　　(1)首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并從體系結(jié)構(gòu)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、安全問(wèn)題等角度分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性，指出網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)的重要性。并分析總結(jié)了目前的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中匯聚節(jié)點(diǎn)的位置隱私保護(hù)方案，指出各個(gè)算法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　(2)對(duì)全局流量分析攻擊者和數(shù)據(jù)包追蹤攻擊者同時(shí)作用于網(wǎng)絡(luò)時(shí)，基于現(xiàn)有方案的不足，本文提出保護(hù)方案:基于k匿名假包注入策略的匯聚節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)方案。方

4、案中通過(guò)k個(gè)匿名節(jié)點(diǎn)來(lái)模仿匯聚節(jié)點(diǎn)周?chē)墓?jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信流量，來(lái)迷惑全局流量分析攻擊者，并且通過(guò)在匿名節(jié)點(diǎn)處向網(wǎng)絡(luò)中注入假包來(lái)延長(zhǎng)正向逐跳追蹤的攻擊時(shí)間，為了控制網(wǎng)絡(luò)的安全時(shí)間和能量消耗之間的平衡，以一定的概率向網(wǎng)絡(luò)中注入假包，同時(shí)定向轉(zhuǎn)發(fā)把攻擊者引到錯(cuò)誤的位置上去。
　　(3)使用遺傳算法計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中最佳的k個(gè)匿名節(jié)點(diǎn)的部署問(wèn)題:包括匿名節(jié)點(diǎn)數(shù)和匿名節(jié)點(diǎn)的位置。對(duì)網(wǎng)絡(luò)中匿名節(jié)點(diǎn)的部署問(wèn)題提出了最優(yōu)化模型化，并通過(guò)分析，先確定匿名節(jié)點(diǎn)