[發(fā)明專利]一種可驗證隱私保護的兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)范圍查詢方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510059278.0
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104717644B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴華;楊庚;何瑞良;徐佳;黃海平;葉慶群
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W12/04
• 分類號: H04W12/04;H04W12/06;H04W28/14;H04L12/813
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可驗證隱私保護的兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)范圍查詢方法。

背景技術(shù)

目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks)受到越來越多的關(guān)注，已在醫(yī)療健康、生態(tài)監(jiān)測、智能交通以及國防軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)多跳(Multi-hop)網(wǎng)絡(luò)相比，兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)(Two-tiered wireless sensor networks)引入了計算、存儲以及能量資源充足的存儲節(jié)點(Storage nodes)作為中間層，負責接收、存儲本單元內(nèi)感知節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對基站下發(fā)的查詢指令進行處理并做出響應(yīng)。除存儲節(jié)點外，兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)還有兩類設(shè)備節(jié)點，即感知節(jié)點(Sensor nodes)和基站(Base station)。感知節(jié)點是適用于大量部署的價格低廉、資源受限的感知設(shè)備，僅負責采集感知數(shù)據(jù)，并上傳至本單元內(nèi)的存儲節(jié)點；而基站一般由服務(wù)器等設(shè)備構(gòu)成，負責與外部用戶進行交互，并將用戶的查詢指令通過諸如衛(wèi)星通信等按需無線鏈接(On demand wireless link)的方式發(fā)送給存儲節(jié)點。兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)具有鏈路質(zhì)量穩(wěn)定、路由結(jié)構(gòu)簡單、查詢高效和負載均衡等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

然而，兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)在其廣泛應(yīng)用中也暴露出較為嚴重的安全問題。在兩層傳感網(wǎng)絡(luò)中，存儲節(jié)點存儲著整個網(wǎng)絡(luò)的感知數(shù)據(jù)，一旦存儲節(jié)點被俘獲，整個網(wǎng)絡(luò)的隱私安全將面臨嚴重威脅。同時，存儲節(jié)點還要響應(yīng)并執(zhí)行基站的查詢請求，被俘獲的存儲節(jié)點有可能偽造、篡改或者隱瞞真實的查詢結(jié)果，破壞查詢結(jié)果的一致性，使得基站得到不真實或者不完整的無效查詢結(jié)果，最終影響用戶的判斷與決策。如何在保證敏感數(shù)據(jù)隱私安全性的前提下，確保查詢結(jié)果的一致性可驗證，是兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究和應(yīng)用中的一個重要問題。

范圍查詢是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較為廣泛的數(shù)據(jù)查詢方法。本發(fā)明目的是在面向兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，設(shè)計一種具有隱私保護能力并且能夠?qū)Ψ秶樵兊慕Y(jié)果數(shù)據(jù)進行一致性驗證的安全范圍查詢方法。

現(xiàn)有的與兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)中可驗證隱私保護范圍查詢方法密切相關(guān)的專利或文獻主要有：

專利“一種隱私保護的兩層傳感器網(wǎng)絡(luò)范圍查詢系統(tǒng)及方法”(申請日期：2013.12.27，公開號：CN103763702A)，這項專利實現(xiàn)了與本發(fā)明相同的面向兩層傳感網(wǎng)的可驗證隱私保護范圍查詢，但在數(shù)據(jù)采集過程中，每個感知節(jié)點需要為本節(jié)點所采集的所有感知數(shù)據(jù)生成保序編碼集并進行上傳，導致感知節(jié)點通信代價較高，影響整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。