無線傳感網(wǎng)絡(luò)中具有隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)聚集研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是由許多小型或微型的無線傳感器結(jié)點(diǎn)所組成的無線自組織網(wǎng)絡(luò)，它在軍事和民用中都有廣泛的應(yīng)用，如監(jiān)測敵人的動態(tài)、監(jiān)測水環(huán)境的污染狀況以及采集深山老林中的氣象信息等，因此吸引了國內(nèi)外許多學(xué)者對其進(jìn)行研究。隨著研究的深入，無線傳感網(wǎng)更多的應(yīng)用于收集人們生活中的隱私數(shù)據(jù)，在這種情況下，在數(shù)據(jù)聚集過程中對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)將變得尤為重要。例如，在收集某小區(qū)居民的水電、煤氣用量的峰值和均

2、值以便有關(guān)部門進(jìn)行分配調(diào)度時(shí)，需要對用戶的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，以免泄露用戶的隱私。因此在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究中，設(shè)計(jì)高效的具有隱私保護(hù)功能的數(shù)據(jù)聚集算法，降低通信帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)的壽命和安全性具有十分重要的意義。為了研究的方便，本文根據(jù)聚集協(xié)議功能的不同，把協(xié)議分成三類:求和類、求最值類和求百分比類。目前國內(nèi)外現(xiàn)有的保護(hù)隱私數(shù)據(jù)聚集算法，除PEQ(Privacy-preserving Scheme for Exact Query Evalua

3、tion)算法外，其它算法都只能聚集某一類數(shù)據(jù)，功能單一，應(yīng)用起來具有一定的局限性。雖然PEQ算法可以進(jìn)行全功能的數(shù)據(jù)聚集，但它是基于矩陣運(yùn)算的每次數(shù)據(jù)聚集的通信開銷和計(jì)算量都比較大。針對上述問題，本文設(shè)計(jì)了兩種基于數(shù)據(jù)混淆的數(shù)據(jù)匯集算法PCPDA(Polling in Cluster of Privacy-preserving DataAggregation)和SCPDA(Secret Confusion of Privacy-pre

4、serving DataAggregation)。
　　 PCPDA協(xié)議是一種基于簇內(nèi)數(shù)據(jù)輪轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)聚集協(xié)議，在進(jìn)行數(shù)據(jù)聚集時(shí)，每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)生成一個(gè)帶有干擾數(shù)據(jù)的查詢包，查詢包通過一定的順序依次輪轉(zhuǎn)經(jīng)過簇內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終又回到簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)得到查詢結(jié)果后，把簇內(nèi)的查詢結(jié)果通過路由樹聚集到查詢節(jié)點(diǎn)。該協(xié)議雖然只能聚集求和類和最值類的數(shù)據(jù)，但其計(jì)算量的通信開銷都遠(yuǎn)小于同類的其他協(xié)議，通信量最多只有其他協(xié)議的三分之一。