一种能量有效的汇聚节点位置隐私保护策略

摘要

无线传感器网络是大量的或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，近年来随着传感器技术、低能耗电子、射频技术的飞速发展，集监测、处理、传输和控制于一体又无基础设施限制、功能多样的无线传感器网络已逐步融入到各业界的方方面面，但由于其自身特点或促进或制约着其应用进程，如何保护汇聚节点的位置隐私是无线传感器网络领域中非常重要的研究课题之一。
　　本文首先介绍了无线传感器网络的基本结构、特点，同时对无线传感器网络面临的主要安全威胁进行了分析。对无线传感器网络中汇聚节点位置隐私保护问题的研究现状进行了总结，讨论了汇聚节点隐私保护问题的特点，列举和分析了几种主要的汇聚节点位置隐私安全策略，指出这些策略在安全和能量有效性上的优劣，明确了汇聚节点位置隐私保护问题的研究方向。
　　针对目前汇聚节点位置隐私保护协议强度不高以及能量利用率相对不高的现状，本文提出了RBR策略，即构建多个环形路由与环形路由间路由，网络中传感器节点以最短路由方式向环形路由上的节点发送数据，节点收到的数据都会路由到所有其它环形路由节点，具有较好的隐私保护能力。本策略的环形路由动态变化，避免了固定路由策略容易受到穷尽攻击的缺陷，具有比以往研究更高的汇聚节点位置隐私保护能力;RBR策略充分利用网络中的剩余能量，使网络中可能成为匿名汇聚节点的数量尽可能多，有效提高了能量的利用率。分析和仿真实验结果表明:该方案不仅能够提供很好的汇聚节点位置隐私安全，而且能有效地提高网络的能量利用率。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 本文所做的主要工作及贡献

1．3 论文结构安排

第二章 相关问题研究

2．1 无线传感器网络的体系结构

2．2 无线传感器网络的特点

2．2．1 网络规模庞大，节点数目众多

2．2．2 节点体积微小，各项能力有限

2．2．3 网络无中心，动态性、自组织性很强

2．2．4 以数据为中心的网络

2．3 无线传感器网络的安全威胁

2．3．1 物理层的攻击

2．3．2 链路层的攻击

2．3．3 网络层的攻击

2．3．4 传输层的攻击

2．4 汇聚节点位置隐私安全研究

2．4．1 位置隐私保护问题概述

2．4．2 典型汇聚节点位置隐私保护协议研究

2．5 本章小结

第三章 系统模型

3．1 系统模型

3．2 能量消耗模型

3．3 问题陈述

3．4 本章小结

第四章 RBR策略设计

4．1 策略概述

4．2 RBR基本方案

4．2．1 环形路由结构

4．2．2 环形路由间路由构成

4．2．3 RBR策略的路由协议

4．3 本章小结

第五章 安全及能耗性能分析

5．1 安全性能分析

5．2 网络寿命与能量消耗分析

第六章 实验测试及结果分析

6．1 能量和网络寿命的实验结果

6．2 安全性能实验分析

第七章 结束语

参考文献

致谢