無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)問題研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人們的生活越來越趨向于自動(dòng)化、智能化，信息與物質(zhì)間的聯(lián)系日益增強(qiáng)。WSN(Wireless Sensor Network)正是在這發(fā)展大潮中誕生的一員，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有感知能力，通信能力，面向應(yīng)用等特性，成為眾多學(xué)者與工程研究的熱點(diǎn)。WSN網(wǎng)絡(luò)由若干無線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些節(jié)點(diǎn)被布置到需要監(jiān)測的區(qū)域后自發(fā)的建立網(wǎng)絡(luò)并采集數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)間以無線多跳的方式相互通信，將采集到的信息匯聚后提供給用戶。WSN網(wǎng)絡(luò)具有感知、自組織、多

2、跳通信等特點(diǎn)，此外傳感器節(jié)點(diǎn)作為電池供電的微電子設(shè)備，WSN網(wǎng)絡(luò)還具有能量受限、計(jì)算能力弱、存儲(chǔ)能力低下等特點(diǎn)。正是由于WSN網(wǎng)絡(luò)的這些特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)計(jì)算存儲(chǔ)能力以及網(wǎng)絡(luò)能量消耗成為設(shè)計(jì)應(yīng)用于WSN的方案需要考慮的因素。
　　位置隱私保護(hù)，是WSN安全性研究的一個(gè)分支，旨在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)位置隱私信息，避免攻擊者獲取了節(jié)點(diǎn)的位置信息后對網(wǎng)絡(luò)功能或性能上的破壞。在位置敏感的應(yīng)用中，位置隱私保護(hù)顯得尤為重要。如軍事上，戰(zhàn)爭控制中心在戰(zhàn)爭區(qū)域

3、布置傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)控軍隊(duì)行進(jìn)駐扎，軍隊(duì)所在的位置就是極為敏感的，它往往是戰(zhàn)爭成敗的關(guān)鍵信息;再如在稀有資源開采上，傳感器節(jié)點(diǎn)被布置在開采區(qū)域中探測稀有資源的位置，在巨大利潤的趨勢下，不法分子盡力獲得節(jié)點(diǎn)位置信息，從而獲取稀有資源。同時(shí)，由于WSN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開放、無線信號容易被監(jiān)聽，位置隱私問題受到很大的威脅，所以說對WSN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)位置隱私保護(hù)的研究是很有必要的。
　　WSN網(wǎng)絡(luò)下的位置隱私保護(hù)策略雖然已經(jīng)取得了頗豐的成果，但是研究者

4、對網(wǎng)絡(luò)中攻擊者賦以約束條件，在實(shí)際應(yīng)用中，攻擊方式和目標(biāo)都是多樣的。本文針對WSN面臨的多樣性攻擊進(jìn)行研究:一方面，分析設(shè)計(jì)保護(hù)方案能夠同時(shí)抵御多樣性的攻擊;另一方面，在保證位置隱私安全性的同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)消耗。本文的主要工作如下:
　　1.針對實(shí)際WSN中攻擊多樣性:流量分析和數(shù)據(jù)包追蹤攻擊可能同時(shí)存在，攻擊目標(biāo)可能是源節(jié)點(diǎn)也可能是匯聚節(jié)點(diǎn)。為此，提出針對多樣性攻擊的WSN位置隱私保護(hù)方案。通過破壞數(shù)據(jù)包相關(guān)性來抵御數(shù)據(jù)包追蹤攻擊，

5、通過增加偽源節(jié)點(diǎn)和偽匯聚節(jié)點(diǎn)來抵御流量分析攻擊，同時(shí)，采用偽匯聚節(jié)點(diǎn)分組、概率丟棄冗余數(shù)據(jù)包、哈希替代加密計(jì)算等方式，降低網(wǎng)絡(luò)資源消耗。
　　2.針對WSN位置隱私保護(hù)策略在工作過程中可能導(dǎo)致“欠保護(hù)”和“過保護(hù)”的情況，提出了利用傳感器節(jié)點(diǎn)對攻擊者進(jìn)行監(jiān)測，并對網(wǎng)絡(luò)安全等級做出實(shí)時(shí)評估，在不同安全等級下實(shí)施不同保護(hù)力度的保護(hù)方案。避免了使用低力度保護(hù)方案帶來的保護(hù)不周，同時(shí)也降低高力度保護(hù)方案帶來的不必要的能量消耗。