数据库驱动认知无线电网络中基于隐私保护的安全位置认证

摘要

根据最新的联邦通讯委员会（FCC）规则，数据库驱动认知无线电网络得到了强制推行。在这种网络中，所有的二级用户可以通过查询一个数据库获得频谱可用信息。数据库驱动认知无线电网络被认为是一种最有希望的高效动态频谱管理模式。然而，作为一种典型的基于位置的服务，在为用户提供服务之前却没有对用户提交的位置信息进行验证，这就导致非常容易遭受到位置欺骗攻击。恶意用户可以提交虚假位置给数据库并访问可能在他实际位置上并不可用的信道，这将对主用户造成严重的干扰。在我们的研究中，我们提出了一种新的位置欺骗攻击。通过攻击，攻击者可以将其他用户欺骗到另一个位置，使他们提交虚假的位置信息来查询数据库，或者恶意用户可以伪造任意的虚假位置信息提交给数据库获得服务。为了抵御这种攻击，我们提出了一种创新的基于基础设施的方案，依托现有的WiFi或蜂窝网络接入点来提供隐私保护的安全位置证明。通过采用这种解决方案，数据库在验证用户位置的同时无法了解用户的精确位置信息。我们进行了全面的实验来评估所提方案的性能。同时我们还讨论了在确保用户服务质量的前提下，如何去找寻用户的最优选择来最大化用户的隐私。我们利用TVFool上发布的关于亚特兰大地区频谱可用信息的白色空间数据库作为实验数据，实验结果表明，我们的方案，除了有效地提供位置证明，还可以显著改善用户位置隐私，同时也证明了我们提出的优化方案的有效性。

目录

声明

主要符号对照表

第一章 研究背景

1.1 认知无线电网络

1.2 数据库驱动认知无线电网络

第二章 相关工作

2.1 认知无线点网络中的安全和隐私保护

2.2 无线网络中的临近检测与位置证明

第三章 数据库驱动认知无线电网络中的位置欺骗攻击

3.1 系统工作模式

3.2 数据库驱动认知无线电网络中的位置欺骗攻击

第四章 数据库驱动认知无线电网络中隐私保护的位置认证

4.1 系统框架

4.2 数据库驱动认知无线电网络隐私保护的位置证明方案

4.3 安全和隐私分析

4.4 基于隐私保护的安全位置证明方案的实验验证

第五章 位置证明请求优化方案

5.1 度量标准和优化方案

5.2 优化方案实验验证

全文总结

参考文献

致谢

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