基于可扩展加密的传感器网络数据隐私保护研究

为了解决无线传感器网络中传统的数据隐私保护技术在抵御网络外部攻击或内部攻击以及数据隐私窃取等方面所存在的数据投递率低、网络稳定性差等缺陷,提出一种动态数据聚合加密的数据隐私保护路由算法,通过使用复数的加法法则进行可扩展数据聚合以及分段密钥等方法来实现对数据隐私的保护。仿真实验结果表明,所提路由算法具有数据投递率高、安全性高和网络稳定性较强等优点,能极大增强无线传感器网络防御典型数据隐私攻击的能力。     

异构 WSN 中基于参考值的可恢复隐私保护数据融合

文章介绍了无线传感网络的安全数据融合技术,针对当前数据融合算法安全性不高、开销过大以及融合精度低等问题,提出了基于参考值的可恢复隐私保护数据融合算法。该算法利用公钥同态加密机制为数据提供端到端的机密性和完整性认证。此外,该算法动态地为网络中的每个节点设定下次传输的参考值,并通过传输采样值和参考值之间的差值来减少网络中的数据传输量。仿真结果表明,该算法可以有效地减少数据传输量,提高整个网络的能量和带宽效率。     

基于节点行为动态变化的WSNs信任模型

在无线传感器网络信任模型中,为了解决信任值随着时间和上下文的行为变化而动态变化的问题,提出一种基于节点通信行为动态变化的信任模型.所提模型给出了节点间的直接信任和间接信任关系的度量、信任信息的合并、信任传递的合理抽象,并提出了一种信任更新机制.仿真结果表明,所提出的信任模型通过节点间通信行为的动态变化对信任值进行惩罚与调节,所得到的信任值能够更加敏感地反应节点间的行为变化,更加精确可靠地评价节点之间的信任关系.     

抵抗恶意信标的安全优化DV-Hop 算法

信标节点在无线传感器网络定位算法中起着关键作用,然而信标节点的安全常常被忽视.针对恶意信标节点发送虚假位置信息这种较常见且破坏性较强的攻击方式,在DV-Hop定位算法的基础上提出了一种抵抗恶意信标的安全Dv-Hop定位算法.该算法利用信标之间的距离约束来隔离恶意信标节点,同时采用多信标校正值权衡的策略克服了信标比例下降...     

一种低通信量的数据融合隐私保护算法

无线传感网中的数据融合技术是降低节点通信量的最为有效的方式之一,而隐私保护是用户数据安全性的要求,有效的数据融合隐私保护算法是无线传感应用的重要研究方向。近年来,出现的一些基于数据分片混合的数据融合隐私保护算法,如SMART(Slicing-Mix-AggRegaTion),在分片数不小于3时可以有效保护数据的安全,但在分片交换阶段网络中数据包过多,数据包容易产生碰撞而丢失。文中提出了一种新的数据融合隐私保护算法LTPART,它在采用一种安全有效的密钥分配策略的基础上,利用新的数据分片算法,降低了安全通信时数据的通信量。在数据融合阶段,LTPART为每一层分配固定时间片和浮动时间片,来保证节点数据充分融合及融合的精确性。仿真实验表明,在有效保护数据隐私的前提下,LTPART要比SMART(J=3)少N(N为网络中节点的数目)次节点间的通信。     

无线传感器网络中基于分簇的数据聚合机制

在无线传感器网络(WSNs)中如何有效聚合数据是当前物联网应用中的重要挑战.然而在已有的若干解决方案中,传感器的计算和通信过程消耗了较高的能量,数据的隐私性和完整性得不到有效保障.针对上述问题,提出一种基于分簇的数据聚合机制,采用代数方程计算传感器的中间数据聚合值,采用数字签名进行簇间传感器的身份认证.实验表明:该机制能有效降低传感器计算和通信的耗能,保证数据的隐私性和完整性.     

一种无线传感器网络隐私保护数据聚合方案

隐私保护是基于无线传感器网络(wireless sensor networks, WSNs)的数据聚合技术中最具挑战性的安全问题之一.在WSNs环境中,现有的隐私保护数据聚合机制不能同时满足安全性及节能性要求,存在计算复杂、通信量大及安全性低等缺点.提出一种能量有效的、抗数据丢失的隐私保护数据聚合方案,该方案利用2次不同形式的数据扰动同时实现了数据对基站及网内其他节点的隐私保护.首先,从防止基站入侵角度,给出了初次扰动数据设计方法;在此基础上,为实现对邻居节点的隐私保护,提出二次扰动数据的构造方法,并给出中间聚合节点及基站的聚合验证操作流程.通过引入消息认证码技术,有效抵御了多种外部攻击.安全及性能分析表明,该方案可在不过多消耗节点能量的前提下保证节点的安全性,且具有较好的抗数据丢失能力,安全性及能效性均优于现有方案.     

一种无线传感器网络的多优先级数据聚集协议

无线传感器网络当前已成为一种新的分布计算模式，由于大部分无线传感器网络中节点的能源是不可补充的，因此需使用数据聚集协议提高整个网络的生命周期，传统的数据聚集协议不能保证网络中的高实时性数据的延迟较低．文中提出的DAIDA协议根据节点上的流量状况及数据的不同优先级要求自适应地调整数据链路层发送的数据包的大小，模拟结果表明，高实时性数据通过网络的延迟低于低实时性数据的延迟，并且延长了无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络中的数据融合及其能效评估*

首先介绍当前无线传感器网络中具有代表性的数据融合算法;然后基于树型网络拓扑结构,结合节点休眠调度机制,建立传感器节点的能量模型;最后提出从能量的角度评价不同数据融合算法性能的方法,并通过模拟对典型数据融合算法进行分析.     

无线传感器网络安全数据融合研究

数据融合去除冗余信息,延长网络生命周期,有效地缓解了无线传感器网络资源瓶颈的问题。但是,无线传感器网络经常部署在开放的甚至敌对的环境中,使其安全问题非常突出,数据融合在具体实施过程中,极易受到安全攻击。因此,安全数据融合协议的设计成为无线传感器网络安全最为基本且重要的研究领域。文中分析了无线传感器网络数据融合面临的攻击种类和安全需求及挑战,着重比较了近年来该领域具有代表性的安全数据融合协议,指出了该领域今后的研究热点。     

一种基于时序信誉的WSNs恶意节点检测算法

大多数无线传感器网络(WSNs)部署在户外环境中,恶意节点对WSNs安全存在巨大威胁.信誉阈值模型在识别恶意节点这一领域有着不俗的表现,但随着攻击技术的升级,恶意节点变得更加隐秘而难以被发觉.经分析引入时序和相似度的概念对原有信誉阈值模型加以改进,由欧几里得度量和K-mediods算法可以有效地分辨这一类恶意节点.经仿真实验验证,对识别特征不明显的恶意节点改进后的算法效果十分显著.     

基于同态MAC的无线传感器网络安全数据融合

数据融合因其去除冗余信息和延长网络生命周期的优势,成为缓解无线传感器网络资源瓶颈问题的有效技术.然而,不安全的数据融合结果对用户来说没有任何实用价值.无线传感器网络固有的特性使得安全数据融合研究面临许多挑战.为了实现安全的数据融合,提出一种高效的安全数据融合方法,通过构造满足同态性质的消息认证码,来检测融合结果的完整性...     

采用任意播方式的机会数据聚集算法

数据收集是无线传感网络研究的关键问题,是诸多无线传感网络应用的基础.降低数据聚集的延迟是数据聚集研究中的重点问题.现有的面向延迟的数据聚集算法,多是通过在树型网络结构上设计无冲突的节点调度算法,来降低数据聚集的延迟,没有考虑到无线网络数据易丢失的特性,不能达到期望的延迟效果.本文针对上述问题,提出一种采用任意播(anycast)方式的机会数据收集算法(OA算法).该算法利用机会传输(opportunistic transmission)的思想,用任意播方式传输数据,通过减少数据聚集中重传数据包的数目,来降低数据聚集的延迟.实验表明,与SPT(Shortest path tree)上的数据聚集延迟相比,该方法的发包数目减少了15%,延迟降低了10%.     

一种无线传感器网络的混合路由算法

针对无线传感器网络具有严格的能量限制和有效能量的分散、过量的低比率数据和多节点到单一节点的数据流等特点,提出一种适合于无线传感器网络的混合路由算法(HRA).该算法综合应用以节点为中心路由方式的负载平衡算法、位置为中心路由方式的轨道路由和数据为中心的数据融合等,可改善无线传感器网络在路由、发现和查询方面等通信的性能.经性能分析,该算法能很好地增长网络生命期、减少数据传输量、降低能耗.     

传感网中对抗恶意节点的博弈论分析

无线传感网作为应用广泛的多跳自组织网络,由成百上千资源有限的传感器节点组成.当网络数据传输时,若节点的通信负载超过其可用带宽,则会发生拥塞,使得传输不可靠,尤其在无线传感网特殊的工作环境中,当有恶意节点存在时会更严重.为此,引入博弈论,对有恶意节点存在的传感网进行研究,分析节点行为,建立博弈模型,给出实现步骤和验证方案,综合理论分析和仿真结果,获得节点最佳策略,达到网络拥塞避免的既定目标.     

基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法

针对现有源位置隐私保护算法安全周期较低的问题,提出基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法.;该算法借助源节点和基站节点的坐标构建椭圆,随机分散地选择椭圆上的节点作为预期幻影源节点,为幻影源节点提供选择方向,分散相邻数据包的传输路径.理论分析表明,所提出算法能增加数据包在传输过程中远离源节点和基站节点的概率.仿真结果表明,与现有源位置隐私保护算法相比,所提出算法能提高安全周期,有效保护源位置隐私.     

一种新的无线传感器网络冗余节点融合树算法

针对某些特定场合无线传感器网络中存在大量冗余节点造成网络资源浪费的问题,提出一种新的冗余节点融合树算法(简称RNAT)。基于分簇网络结构,采用探测区域完全覆盖的冗余节点标识方法,并综合利用节点剩余能量和距离等参数选择树上节点,以洪泛广播方式构建冗余节点融合树。算法让簇内冗余节点承担簇头的一部分工作,降低了分簇网络结构中簇头的能耗,均衡了网络能量分布。仿真实验结果表明,RNAT机制的引入可以有效提高HEED-M算法的性能,使网络生命期延长20%左右。     

数据融合在传感器网络协议中的节能性分析

传感器网络受到带宽、能量和吞吐量因素的限制,制约了点对点信息传送的数量。网内处理冗余数据或信息,组合更为高效,符合用户需求的数据融合技术很好地解决了这些问题。阐述数据融合在传感器网络中的作用,针对现有数据融合在网络协议中提出的各种算法思想,分析比较了数据融合的节能性能。由此可知,基于生成树的融合方法更能平衡节点负载,延长网络的生命周期,从而解决无线传感器网络存在的问题。     

一种容错的传感器网络数据融合隐私保护算法

由于网络通信具有易错的特点,提出一种具有容错性的隐私保护数据聚集算法。通过椭圆曲线加密方案对节点数据进行加密,保证数据的隐私性,采用加同态加密技术,实现了端到端的聚集加密,节省能耗和带宽。同时,构造轨道图拓扑结构,使得每个节点有多个父节点,当节点与主父节点发生链路失效时,其他父节点能够修复聚集值。仿真实验结果显示,提出的方案在适当增加通信量的情况下,具有较高的数据安全性、很好的容错性和高精度的聚集值。     

无线传感器网络在温室环境监测中的应用研究

以温室环境监测为应用背景,分析温室环境监控的特点,给出温室环境监控的系统体系结构,并结合温室监控的具体应用提出节能的数据融合算法,仿真实验表明该算法能有效提高节点能量的利用率和延长网络生命周期。