无线传感器网络源位置隐私保护理论与策略研究

Wireless Sensor Network (WSN) has been used more and more widely, and privacy protection is one of the key issues in application of WSN. Current privacy protection in WSN has many problems including the low security intensity, the weak anti-attack ability, the bad energy efficiency and so on. The project researches on mechanisms and policies of source position privacy protection, so as to improve the ability of privacy protection, to increase protection efficiency and to prolong the network life. In this project, (1) the analysis method of nonlinear finite element will be used to analyze the network energy consumption characteristic; and (2) the thin-walled structure flex buckling theory is utilized to analyze the formation and the development trend of hotspots region; (3) the energy of non hotspots region will be made full use of to build many rich interference routing branch, in order to improve the intensity of the privacy protection and balance the energy consumption; (4) Finally, based on the “cloud” privacy protection policy, the project will design a multi-source privacy protection routing protocol including many functions as routing coalescence, safety data clustering, direction attack withstanding and interferenced information flow forming and filtering. The achievements of the project will present the theoretical and technical support for the privacy protection in WSN, and hence, improve the development of the WSN.

无线传感器网络有着广泛的应用前景，隐私保护是实践应用中的一个关键问题。针对传感器网络位置隐私保护中存在的保护安全强度低，抗攻击能力弱，能量效率低等一系列问题，本项目研究源位置隐私保护的机制与策略，以增强传感器网络隐私保护能力，提高网络能量效率，并延长网络寿命。本项目拟采用非线性有限元分析法分析网络能量消耗特征；利用薄壁结构的折曲屈曲理论分析hotspots区域的形成与发展趋势，建立路由、隐私保护所需能量代价与网络能量自身特征的藕合与优化模型；充分利用非hotspots区域能量，创建丰富干扰路由与干扰区域，提高隐私保护强度并均衡节点能量消耗以延长网络寿命；基于“云团”隐私保护策略，设计路由合并、安全数据聚集、方向攻击对抗和干扰信息流产生与过滤的多源隐私保护路由协议。本项目的研究将为无线传感器网络的隐私保护提供理论与技术支持，促进相关产业的发展。

在对野生动物等珍稀资源进行监测的无线传感器网络中，为了保护被监测对象不受侵害，需要对源位置进行隐私保护，因为攻击者对源位置的攻击首先从Sink开始，因此Sink的隐私保护能使得源位置更安全。. 本项目主要研究源位置隐私保护、Sink位置隐私保护的方法，同时研究新的隐私协议等应用软件在节点中的更新方法及数据的低延迟传输方法。本项目通过研究幻像节点位置、路由路径长度、干扰分支位置与数量等因素对源位置隐私保护及网络寿命的影响，设计了在远Sink区采用环带路由，增加路由路径长度；在真实数据路由路径周边，设计分支路由，降低攻击者选中真实路由路径的概率来加强对源位置的隐私保护并保证网络寿命的源位置隐私保护策略；对Sink可移动的网络，通过真实数据在径向保存，Sink绕网络中心随机移动的方法来提高Sink的隐私保护强度；通过构造骨干通信网，远ｓｉｎｋ的骨干节点采用大广播半径方法设计了软件快速更新方法；通过构造连通支配集，调整占空比等方法，设计了数据的快速传输方法。. 本项目所取得的成果，可以在所有类型的无线传感器网络中快速更新应用软件，低延迟收集数据且不影响网络寿命。