無線傳感器網絡中源位置隱私保護方法研究.pdf

1、無線傳感器網絡作為物聯(lián)網的特殊子集，被廣泛的應用于目標監(jiān)測，特別是對敏感對象的監(jiān)測。在無線傳感器網絡中，我們稱感知到目標對象的節(jié)點為源節(jié)點，由于應用的特殊性，源節(jié)點的位置信息往往比身份信息更加的重要。所以對源節(jié)點位置隱私的保護尤為重要。
　　 在無線傳感器網絡中存在這樣一種攻擊者，此攻擊者通過高端的設備來監(jiān)聽網絡中的數(shù)據(jù)通信，通過儀器的分析得出信號的發(fā)送端，并迅速的移動到發(fā)射端的位置。當連續(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）時，攻擊者就可以逆向逐跳回溯到源節(jié)點的位置，進而危害敏感目標。目前，攻擊者的模型也被擴展為多種，但多基于監(jiān)測和分析流量為基礎的模型。
　　 目前已有的源位置隱私保護方法主要分為:基于路由的保護方法和基于假包的保護方法?；诼酚傻姆椒ò凑詹呗缘牟煌杉毞譃?基于隨機漫步策略、基于動態(tài)路由策略和基于機會路由策略。但是已有的路由協(xié)議在安全性和能耗方面都有待改進。而基于假包的方法主要是在不同路由算法執(zhí)行的同時，全網節(jié)點或者部

3、分節(jié)點定時或者定量的產生假的數(shù)據(jù)包滲入到網絡中。假包方法可以很好的迷惑網絡中的攻擊者，但是對網絡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，也是必須要解決的問題。
　　 本文首先對無線傳感器網絡的基本概念、特點以及目前的研究狀況進行簡單的闡述。然后給出源位置隱私保護的定義及研究意義。文中對該問題中的攻擊者模型進行詳細的分析，并對協(xié)議的度量標準等進行整理和說明。通過對各種策略下的源位置隱私保護協(xié)議的多個

4、典型性協(xié)議進行分析和比較，指出了其優(yōu)缺點，為后面研究工作做出鋪墊。
　　 本文的主要工作及創(chuàng)新點如下:
　　 (1)分析了當前已有的基于各種策略的典型性協(xié)議及優(yōu)缺點;
　　 (2)針對已有幻影路由協(xié)議可能產生失效路徑從而縮短安全時間等問題，提出了一種有向等高度路由與幻影路由相結合的源位置隱私保護協(xié)議，即，數(shù)據(jù)包在進行幻影路由之前先進行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生，并且增加

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