無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中源位置隱私保護(hù)方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的特殊子集，被廣泛的應(yīng)用于目標(biāo)監(jiān)測，特別是對(duì)敏感對(duì)象的監(jiān)測。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，我們稱感知到目標(biāo)對(duì)象的節(jié)點(diǎn)為源節(jié)點(diǎn)，由于應(yīng)用的特殊性，源節(jié)點(diǎn)的位置信息往往比身份信息更加的重要。所以對(duì)源節(jié)點(diǎn)位置隱私的保護(hù)尤為重要。
　　 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在這樣一種攻擊者，此攻擊者通過高端的設(shè)備來監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，通過儀器的分析得出信號(hào)的發(fā)送端，并迅速的移動(dòng)到發(fā)射端的位置。當(dāng)連續(xù)的多條數(shù)據(jù)包通過同一路徑發(fā)送給基站（s

2、ink節(jié)點(diǎn)）時(shí)，攻擊者就可以逆向逐跳回溯到源節(jié)點(diǎn)的位置，進(jìn)而危害敏感目標(biāo)。目前，攻擊者的模型也被擴(kuò)展為多種，但多基于監(jiān)測和分析流量為基礎(chǔ)的模型。
　　 目前已有的源位置隱私保護(hù)方法主要分為:基于路由的保護(hù)方法和基于假包的保護(hù)方法。基于路由的方法按照策略的不同可細(xì)分為:基于隨機(jī)漫步策略、基于動(dòng)態(tài)路由策略和基于機(jī)會(huì)路由策略。但是已有的路由協(xié)議在安全性和能耗方面都有待改進(jìn)。而基于假包的方法主要是在不同路由算法執(zhí)行的同時(shí)，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或者部

3、分節(jié)點(diǎn)定時(shí)或者定量的產(chǎn)生假的數(shù)據(jù)包滲入到網(wǎng)絡(luò)中。假包方法可以很好的迷惑網(wǎng)絡(luò)中的攻擊者，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗是非常大，所以做到效率和能耗的均衡是基于假包方法研究的重點(diǎn)，也是必須要解決的問題。
　　 本文首先對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、特點(diǎn)以及目前的研究狀況進(jìn)行簡單的闡述。然后給出源位置隱私保護(hù)的定義及研究意義。文中對(duì)該問題中的攻擊者模型進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對(duì)協(xié)議的度量標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行整理和說明。通過對(duì)各種策略下的源位置隱私保護(hù)協(xié)議的多個(gè)

4、典型性協(xié)議進(jìn)行分析和比較，指出了其優(yōu)缺點(diǎn)，為后面研究工作做出鋪墊。
　　 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 (1)分析了當(dāng)前已有的基于各種策略的典型性協(xié)議及優(yōu)缺點(diǎn);
　　 (2)針對(duì)已有幻影路由協(xié)議可能產(chǎn)生失效路徑從而縮短安全時(shí)間等問題，提出了一種有向等高度路由與幻影路由相結(jié)合的源位置隱私保護(hù)協(xié)議，即，數(shù)據(jù)包在進(jìn)行幻影路由之前先進(jìn)行h+r跳的有向等高度路由。理論分析得出協(xié)議可以完全避免了失效路徑的產(chǎn)生，并且增加

5、了有效路徑的數(shù)量。
　　 (3)針對(duì)局部流量攻擊者提出一種新的源位置隱私保護(hù)方案。在方案中我們將數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到sink節(jié)點(diǎn)的路由分為兩個(gè)階段，分別采用不同策略來實(shí)現(xiàn)源位置的隱私保護(hù):第一階段使用隨機(jī)逼近路由，第二階段采用螺旋路由。隨機(jī)逼近路由階段可以有效的增加源節(jié)點(diǎn)到選擇的代理節(jié)點(diǎn)的路徑數(shù)，螺旋路由階段可以將來自不同位置的數(shù)據(jù)包進(jìn)行有效混合。
　　 (4)通過在網(wǎng)絡(luò)模擬器NS2上對(duì)我們提出的協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說