基于幻影源和假源的WSN源位置隐私保护算法研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:life11231
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无线传感器网络广泛应用于环境监测、智能家居、国防军事和智能医疗等领域。网络中的数据传输依赖于无线通信技术。由于缺少物理边界的保护,无线通信容易受到非认证性监听和检测的攻击,导致网络中敏感信息的泄露,威胁到网络安全。因此保护无线传感器网络中敏感节点的隐私成为一个重要课题。现有无线传感器网络隐私保护算法分为两类,分别为数据内容隐私保护和数据环境隐私保护。数据环境隐私保护算法分为位置隐私保护和时间隐私保护,保护位置隐私的算法具体分为数据源节点位置隐私保护和基站节点位置隐私保护两类。本文在分析现有无线传感器网络隐私保护算法的基础上,针对现有源位置隐私保护算法存在的问题,提出基于幻影源和假源的无线传感器网络源位置隐私保护算法和基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法。针对幻影路由算法中幻影源节点不能有效保护真实源节点位置隐私的问题,提出基于幻影源和假源的无线传感器网络源位置隐私保护算法。该算法利用节点的邻居信息,由源节点发起随机步,随机选择幻影源节点。利用节点的跳数信息,在幻影源节点到基站节点的最短路径上随机选择中间节点,由中间节点通过随机步选择假源节点。选出的假源节点向基站节点发送虚假数据包,使数据的传输路径多样化,误导攻击者偏离真实信息的传输路径。理论分析表明,该算法能够为每个数据包选择一个中间节点。仿真结果表明,当源节点距离基站节点较远时,该算法能诱导攻击者偏离真实路径,有效提高网络的安全周期。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。该算法利用源节点和基站节点的坐标信息,构建椭圆模型。通过设置安全半径,在源节点和基站节点周围分别构建安全区,并以此为依据,设定预期幻影源节点的选择区间。划分预期幻影源节点的选择区间为多个子区间,每次随机选择子区间,随机分散地选择子区间内椭圆上的点作为预期幻影源节点,为幻影源节点提供选择方向。通过预期幻影源节点选择幻影源节点,分散相邻数据包的传输路径。理论分析表明该算法能通过设置安全区,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,该算法能提高安全周期,阻止攻击者的逐跳回溯过程,有效保护源节点的位置隐私。
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