移动物联网中基于对称密钥机制的可验证隐私保护技术研究

With the growing popularity of mobile intelligent devices such as intelligent mobile phones and intelligent routers etc., the mobility of data query and storage in the internet of things is enhanced greatly, and simultaneously, the problem of data security and privacy preserving in the mobile Internet of Things becomes more complex. In this project, some key technologies of data security and verifiable privacy-preserving in the mobile Internet of things are researched, and first of all, based on the quantum cryptography technology and the characteritics of wireless channel, a dynamic pairwise key generation method suitable for the characteritics of the mobile Internet of Things is researched in order to guarantee the security of data storage and forwarding links in the mobile Internet of things ; and then, a verifiable privacy-preserving data query method based on crossword puzzle mechanism is researched in order to realize privacy-preserving of the data query link in the mobile Internet of things; and finally, based on the theoretical researches and innovation, a practical and efficient framework of data security and privacy-preserving in the mobile Internet of Things will be formed.

随着智能手机和智能路由器等移动智能设备的日渐普及，在极大增强了物联网数据查询和存储方式的移动性的同时，也使得移动物联网环境下的数据安全与隐私保护问题变得更加复杂。本项目研究移动物联网环境下的数据安全与隐私保护关键技术。首先，基于量子加密技术与无线信道特征，研究一种适合移动物联网环境特性的对称密钥动态生成技术，以确保移动物联网环境下数据存储与转发环节的安全；然后在此基础上，进一步研究一种基于填字游戏机制的可验证隐私保护查询方法，以实现移动物联网环境下数据查询过程中的隐私保护；最终，在理论研究与创新的基础上，形成一个可行高效的移动物联网环境下的数据安全与隐私保护框架。

本项目研究移动物联网中基于对称密钥机制的可验证隐私保护技术，先后提出了一种基于时变随机信道特征的秘密比特抽取与量子化方法、一种两层传感器网络中可验证隐私保护多维数据范围查询模型、一种基于Merkle哈希树的可验证隐私保护范围查询模型、一种基于两层传感器网络模型的具有隐私和完整性保护的范围查询方法、一种具有隐私和完整性保护的朋友推荐算法和一种实用的基于二维QKD系统的容错量子隐私块查询方法等，先后获得授权发明专利5项，并在《Quantum Information Processing》、《Journal of Internet Technology》、《Sustainable Cities and Society》、《International Journal of Distributed Sensor Networks》、《International Journal of Distributed Sensor Networks》等国际学术期刊和国际会议上发表文章共计52篇。相关研究成果《无线传感器网络中的监控与反监控关键技术研究》获得了2019年度湖南省自然科学三等奖。依托该项目开展了2次国际交流合作。此外，在人才培养方面，已培养毕业硕士研究生4名、在培养博士研究生3名、在培养硕士研究生2 名。项目经费开支合理。