无线传感器网络中的分布式数据存储安全性研究

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无线传感器网络是近年来研究和应用的热点,而数据存储又是其中的重点问题,数据存储的效果直接关系到网络的性能和安全。本论文对无线传感器网络中的数据存储进行研究,提出了以数据内容为中心的自适应分布式存储方案,该方案可有效解决集中式存储方案中的中心节点瓶颈问题,节省存储空间,提高数据获取的成功率,保证数据安全。基于SSS (Shamir’s Secret Sharing)分布式存储方案,本论文提出了改进的分布式存储方案RSS (Distributed Storage Scheme Based on Recursive Shamir’s Secret Sharing)。RSS方案将需要存储的数据加密成n个共享份,并分发到各存储节点进行存储,只要获取大于k(k<n)个共享份,就可恢复出原来的数据。任意一份共享份都不包含原始数据的完整信息,一份数据份的泄露不会泄露原始数据。该方案还通过消息验证码对消息进行验证。实验结果显示,RSS方案相比于SSS方案能够节省存储空间,即使部分节点失效,仍能恢复原始数据,并能避免恶意节点的数据伪造,确保数据安全。基于RSS上改进的RSC方案(Distributed Storage Scheme Based on Reed Solomon Code),在同样节省存储空间的情况下还减小了计算开销。在RSC方案中,当k/n一定时,节点失效率低,数据的获取成功率会随n和k的增大而提高;节点失效率高,数据的获取成功率则会随n和k的增大而降低。因此,本论文进一步提出自适应RSC存储方案(Adaptive Distributed Storage Scheme Based on Reed Solomon Code, ARSC),采用椭圆曲线加密(Elliptical Curve Cryptography, ECC)算法加密,在加密的同时进行消息验证。并根据节点失效率动态调节n和k,以此提高数据获取成功率。本论文提出的ARSC分布式存储方案,在提高了数据安全的同时,还提高了数据获取的成功率,同时有效地节省了空间。这对于无线传感器网络中数据存储的相关研究具有一定的参考价值。
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