无线传感器网络中的位置隐私保护

随着无线传感器网络的广泛应用,隐私成为无线传感器网络成功使用的主要障碍。当无线传感器网络用于监控敏感对象,被监控对象的位置隐私成为一个重要问题。在传感节点发送一系列分组,通过多跳,向基站报告监控对象时,敌手能够反向追踪分组到信息源位置。基于洪泛的幻影具有消息发送时间长且能量消耗过大的缺陷。为了保护能量受限的无线传感器网络中的位置隐私,提出了定向随机步。定向随机步使敌手难于跳到跳地反向追踪信息源。在定向随机步中,信源节点发出一个分组,此分组被单播给信源节点的父节点。当中介节点收到一个分组,它以等概率的方式转发给它的一个父节点。与基于洪泛的幻影相比,定向随机步具有较小的信息发送时间和较低的能量消耗。特别在中介节点具有多个父节点的情形下,定向随机步具有较大的安全期。     

无线传感器网络的位置隐私保护路由

当无线传感器网络用于监控敏感对象时,被监控对象的位置隐私成为一个关键问题。在传感节点发送的一连串信息,经过多跳,向基站报告一个监控对象时,敌手可以反向追踪信息源的位置。基于洪泛的幻影路由具有较小的安全期和较高的能耗。为了使敌手难于跳到跳地反向追踪传感节点通信的信号源,提出了基于定向随机步的幻影路由。在基于定向随机步的幻影路由中,每个消息都经历两个阶段：首先与基于洪泛的幻影路由一样,是一个随机步或定向步,随后是定向随机步直到基站。与基于洪泛的幻影路由相比,基于定向随机步的幻影路由明显具有较大的安全期和较低的能耗。     

WSN中基于定向随机的幻影路由隐私保护协议*

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护问题,提出了一种基于定向随机的幻影路由隐私保护协议算法。首先,该算法采用定向随机方式确定幻影节点区域位置,并在该区域内进行幻影节点的随机选取;同时,为了保证数据传输过程能耗最低,本算法采用改进的最小能耗路由协议进行数据传输。然后,网络源节点根据幻影节点的位置信息,将其采集的数据包发送给特定的幻影节点,随后由幻影节点将源节点的数据包转发给Sink节点;从而可以更加有效地保护源节点位置隐私信息。为了验证和评估本算法的效率和性能,在TinyOS自带仿真平台TOSSIM下,对本算法和基于伪正态分布的幻影路由隐私保护方案协议进行仿真实验;仿真结果表明：本算法在节点距离选择、能量消耗、安全时间等方面的性能表现更优。     

一种用于源位置保护的幻影路由设计

针对传感器网络中源节点位置信息保护问题,提出基于随机游走的多幻影节点路由协议（Multi Phantom node Routing Protocol,MPRP）。MPRP引入可视区,限制节点随机游走盲目性,节省了通讯开销;在配置阶段,通过选择可视区以外的节点作为幻影节点,以保证源节点、汇聚节点、幻影节点不在同一条直线上;路由选择阶段,在多个备选幻影节点选取一个真正的幻影节点,用以迷惑网络攻击者。同时,MPRP给出了一种新的幻影节点选择方法,实现了更多的幻影节点个数,提高了幻影节点的质量。仿真结果表明,与已有的源位置保护方案相比,MPRP在降低通信开销的同时,延长了节点安全时间,提高了隐私保护性能。     

一种适用于稀疏无线网的定向Geocast路由协议

Geocast协议是一种向特定区域内所有节点传送数据的多播协议.由于传统Geocast协议不适应Geocast组内节点稀疏的环境,本文提出一种适用于稀疏无线网络的定向Geocast路由算法.算法根据节点所处位置,将控制包的洪泛分为两部分：受限洪泛将在距源节点较近的Geocast区内节点与源节点间建立路由;定向洪泛可在远离其它Geocast区内节点的 Geocast节点与源节点间建立路由.实验结果表明,在节点稀疏的环境下,该算法比现有Geocast协议具有更好的性能.     

无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制

在传统的追踪系统中,移动节点需要周期性地向服务器汇报其位置信息.但是随着移动节点数目的增加,这种方式会导致很高的丢包率和快速的能量消耗.同时,在实际的追踪应用中,观察到节点之间距离通常很接近.因此,如果选出部分节点作为代理,由代理节点周期性地汇报位置信息能够极大地减少网络中的消息复杂度和能量消耗.基于此想法,提出了无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制(LUM).在该机制中,移动节点只通过远程代理和近程代理这两种代理节点来更新位置信息.为验证该机制的性能,在真实的实验室环境中布置一个包含38个Micaz节点的原型系统.实验结果显示,与传统方法相比,LUM能够平均减少45%的消息发送和48%的能量消耗.     

基于最小能耗路由的源节点位置隐私保护协议

源节点的位置隐私保护已经是制约着无线传感器网络推广的关键技术之一。同时,能源问题又是一个很大的约束,所以人们一直致力于在位置隐私保护和能量消耗之间寻找一个平衡点。本文一种基于最小能耗路由的源节点位置隐私保护协议,协议分为两个阶段:第1阶段,源节点通过定向随机步的方式以额定能耗快速地向幻影节点转发数据;第2阶段,幻影节点以避开源节点可视区的最小能耗路由向Sink转发数据。实验表明,提出的路由协议以较小的能耗达到了较高的隐私保护要求。     

WSN中基于目标决策的源位置隐私保护方案

针对现有基于幻影源的无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)的源位置隐私保护方案,普遍存在无法有效平衡源位置隐私安全性、网络生存周期和传输延迟之间的矛盾关系的问题,提出了一种基于目标决策的幻影源分散路由方案PSSR(Phantom Source Separate path Routing)。该方案采用分段定象随机游走来确定幻影节点的位置,在保证幻影源距离真实源可视区足够远的同时,实现了幻影源位置的多样性,增大了攻击者定位源位置的难度。除此之外,该方案通过考虑节点的能量消耗、剩余能量及其到基站的距离来选取转发节点,实现了低概率重复分散路由的构建,有效平衡了源位置隐私安全性、网络生存周期和传输延迟之间的矛盾关系。仿真实验结果表明,相比EPUSBRF方案、PRLA方案和MPRP方案,PSSR方案在增强源位置隐私安全性的同时,能够有效延长网络生存周期和降低传输延迟。     

无线网络中一种受控的Flooding策略

能量受限的移动自组织网络广播路由协议的研究一直是无线网络研究的热点之一.而以洪泛方式的广播算法无疑比较适合于节点不断移动的自组织网络环境.但是传统的洪泛算法容易引起路由风暴的问题.结合能量模型,针对节点不同的能量等级,采用不同的转发概率,从而将洪泛报文控制在一定的范围之内,以便减少控制报文的数量,降低能量消耗.理论分析和仿真结果显示,改进后的洪泛算法一方面降低了系统的能量消耗,另一方面延长了网络的存活时间.     

无线传感器网络路由协议分析与改进

定向扩散(directed diffusion,DD)协议的兴趣扩散和发送探测分组数据阶段,采用的洪泛方式能量开销较大.先对定向扩散协议进行研究分析,提出利用节点的区域信息控制兴趣数据包的转发和通过最佳跳数值控制探测数据的扩散范围.最后通过仿真验证改进的定向扩散协议具有更好的节能性和适应性.