[發明專利]一種無線傳感器網絡位置隱私保護方法

有效

• 申請號: 201210332432.3
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102843673A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 錢萍;劉鎮;吳蒙;史金龍
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H04W12/00
• 分類號: H04W12/00;H04W84/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種用于無線傳感器網絡的位置隱私保護方法。

背景技術

近年來，無線傳感器網絡（Wireless?SensorNetworks，WSN）的應用日漸廣泛，其安全問題已經越來越多地受到國內外研究者的關注。無線傳感器網絡的隱私保護技術是無線傳感器安全技術的重要研究方向，是無線傳感器網絡面臨的重大挑戰。從研究內容的主體來分，無線傳感器網絡中的隱私問題可分為面向數據的隱私安全和面向位置的隱私安全，位置隱私是無線傳感器網絡隱私的重要組成部分。

經過對現有技術的檢索發現，針對無線傳感器網絡的位置隱私保護，研究較成熟的是Ozturk?Celal等在文獻“Source-location?privacy?in?energy-constrained?sensor?network?routing”和文獻“Enhancing?source-location?privacy?in?sensor?network?routing”中提出的幻影路由協議。幻影路由協議中包含了一個“熊貓—獵人”模型，作為惡意攻擊方的獵人希望通過對WSN中無線傳播信號的監測而逐跳追蹤獲取熊貓出現的位置。協議由兩階段構成：第一階段是直接隨機漫步，將報文隨機漫步到網絡中的一個偽源節點；第二階段將報文從偽源節點以洪泛路由或單路徑路由的方式路由到Sink節點。利用偽源節點保護真實源節點的位置隱私。

現有技術中采用的單幻影偽節點方法主要適用于小型的傳感器網絡，不適用于中大規模的傳感器網絡，且單個幻影偽節點隱私保護性差。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是提出一種可用于大型傳感器網絡的更有效的位置隱私保護方法。

本發明一種無線傳感器網絡位置隱私保護方法，其實現過程包含以下步驟：

步驟1：將每個節點的鄰居節點按東西方向分為兩類，一類是東方向節點，另一類是西方向節點；

步驟2：發送數據的源節點隨機選擇一個數n作為偽幻影節點的個數，并隨機選擇定向路由方向，即東方向還是西方向；

步驟3：源節點將待發送的數據分成m個分片數據，根據步驟2中選擇的定向路由方向將m個分片數據分別定向路由到n個不同的偽幻影節點；源節點和偽幻影節點之間的中間節點在轉發分片數據時，必須按照每個分片數據設定的定向路由方向以定向路由的方式轉發數據；

步驟4：n個偽幻影節點將收到的分片數據再路由到目的節點，在路由的過程中，不需要再按照定向路由方向轉發數據；

步驟5：目的節點收到所有分片數據后，對分片數據進行重組。

所述的鄰居節點指與源節點只有一跳距離的節點，鄰居節點只位于源節點的正南方、東南方、正東方、東北方、正北方、西北方、正西方和西南方這八個位置。所述的東方向節點指位于源節點的正南方、東南方、正東方和東北方的鄰居節點，西方向節點指位于源節點的正北方、西北方、正西方和西南方的鄰居節點。所述的定向路由指節點在轉發數據時只發送給與設定的定向路由方向相同的鄰居節點，即東方向節點鄰居或西方向節點鄰居。

本發明中采用多個幻影偽源節點的方法，將會增加攻擊者追蹤到真實源節點的難度，從而比現有的方法能更有效地保護源節點的位置隱私。并且當該方法用于中大規模的傳感器網絡時，偽節點的位置分布會更加分散，將起到更好的保護作用。

附圖說明

圖1：本發明中鄰居節點分類示意圖；

圖2：本發明中位置隱私保護過程圖。

具體實施方式

如圖1所示，節點1到節點8是中心節點的鄰居節點，它們之間只有一跳的距離，鄰居節點只位于源節點的正南方、東南方、正東方、東北方、正北方、西北方、正西方和西南方這八個位置。節點1到節點4是東方向節點，節點5到節點8是西方向節點。定向路由時，如果定向路由方向是東方向，則中心節點只能轉發數據給鄰居節點1到節點4中的一個，如果定向路由方向是西方向，則中心節點只能轉發數據給鄰居節點5到節點8中的一個。

圖2表明了本發明中位置隱私保護過程圖：

（1）：將每個節點的鄰居節點按東西方向分為兩類，一類是東方向節點，另一類是西方向節點；

（2）：發送數據的源節點隨機選擇一個數n作為偽幻影節點的個數，并隨機選擇定向路由方向，即東方向還是西方向；