[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于BS標(biāo)簽的定位欺騙攻擊防御方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711081780.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107623917A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉阿勇;李晴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W12/12
• 分類(lèi)號(hào): H04W12/12;H04L29/06
• 代理公司: 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于BS標(biāo)簽的定位欺騙攻擊防御方法，適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在篩選偽造BS和位置發(fā)生變化BS的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)魯棒定位。

背景技術(shù)

無(wú)線定位基本原理為：初始化階段，位置服務(wù)商預(yù)先收集BS的地理位置信息，建立索引數(shù)據(jù)庫(kù)，由于每一個(gè)基站都有一個(gè)全球唯一的MAC地址，并且一般來(lái)說(shuō)無(wú)線基站在一段時(shí)間內(nèi)是不會(huì)移動(dòng)的。在定位階段，設(shè)備將這些能夠標(biāo)示BS的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器檢索出每一個(gè)BS的地理位置，并結(jié)合每個(gè)信號(hào)的強(qiáng)弱程度，再采用基于BS信號(hào)強(qiáng)度指紋或基于三邊測(cè)量等定位算法計(jì)算設(shè)備的地理位置，并將定位結(jié)果返回到用戶設(shè)備。

模糊提取器(Fuzzy Extractor)是由強(qiáng)提取器(Strong Extractor，Ext)和安全概略(Security Sketch，SS)構(gòu)成的。模糊提取器可實(shí)現(xiàn)從大數(shù)據(jù)量生物特征中提取均勻隨機(jī)字符串充當(dāng)key，并且它不要求完全一致的原始輸入就可以提取相同的key值，所以在一定數(shù)量錯(cuò)誤輸入的條件下，仍可以保證重構(gòu)相同key值。

由于無(wú)線定位時(shí)，服務(wù)器并沒(méi)有對(duì)用戶上傳的BS信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證，攻擊者通過(guò)偽造虛假BS，就可能誤導(dǎo)目標(biāo)設(shè)備的定位。定位欺騙攻擊實(shí)現(xiàn)原理：攻擊方首先在定位用戶所在位置A附近，偽造若干位置B的BS基站；目標(biāo)設(shè)備在請(qǐng)求定位服務(wù)時(shí)，將含有偽造BS的BS列表上傳給服務(wù)器；如果偽造BS的信號(hào)比真實(shí)BS的信號(hào)更強(qiáng)，則服務(wù)器將主要依據(jù)偽造BS進(jìn)行定位計(jì)算，并返回錯(cuò)誤的信息位置B給定位用戶。在受到定位欺騙攻擊后，用戶發(fā)布的與位置相關(guān)的信息將造成其他隱私泄露，從而給用戶帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。本發(fā)明提出了一種將BS位置和BS幀作為合法性校驗(yàn)的防御方法，定位前剔除偽造BS和位置發(fā)生變化的BS，從而實(shí)現(xiàn)魯棒定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于BS標(biāo)簽的定位欺騙攻擊防御方法，解決傳統(tǒng)無(wú)線定位中位置欺騙攻擊會(huì)導(dǎo)致用戶錯(cuò)誤定位，從而造成隱私泄露的安全隱患問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于BS標(biāo)簽的定位欺騙攻擊防御方法，包括以下步驟：

步驟1：每個(gè)普通用戶周期上報(bào)BS特征，所述普通用戶以下簡(jiǎn)稱(chēng)OU：根據(jù)BS工作時(shí)間劃分周期T，OU掃描其周?chē)鶥S廣播幀，將熵值較高且數(shù)量適中的BS廣播幀作為BS特征幀，所述BS特征幀用于構(gòu)造BS標(biāo)簽w，利用布隆過(guò)濾器將BS特征幀的有效部分哈希映射到定長(zhǎng)的二進(jìn)制字符串，構(gòu)成BS標(biāo)簽w；再以消息上傳到服務(wù)器并本地存儲(chǔ)BS標(biāo)簽w集合，所述服務(wù)器以下簡(jiǎn)稱(chēng)S；

其中，T是按基站工作時(shí)間劃分的當(dāng)前周期；

num_T是當(dāng)前周期T內(nèi)上傳BS標(biāo)簽w的OU個(gè)數(shù)，OU_j表示第j個(gè)OU，表示周期T內(nèi)1～num_T個(gè)OU終端ID，即設(shè)備號(hào)和上網(wǎng)MAC地址；

Num_T是當(dāng)前周期T中OU_j掃描到的BS個(gè)數(shù)，w_ij是OU_j在周期T內(nèi)生成的第i個(gè)BS對(duì)應(yīng)的BS標(biāo)簽w，key_ij和P_ij是模糊提取器的兩個(gè)中間數(shù)據(jù)；表示周期T內(nèi)所有用戶j掃描到的1～Num_T個(gè)BS所對(duì)應(yīng)的BS標(biāo)簽w、生成的key值和P值；

步驟2：S存儲(chǔ)BS特征：S利用模糊提取器對(duì)多個(gè)OU上傳的對(duì)應(yīng)相同MAC地址BS的BS標(biāo)簽w重構(gòu)key值，校驗(yàn)BS標(biāo)簽w一致性；結(jié)合BS位置的一致性，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中BS位置信息并進(jìn)行比較，從而篩選出合法BS標(biāo)簽w集合，更新數(shù)據(jù)庫(kù)表BS_info信息，數(shù)據(jù)庫(kù)中BS_info信息的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包含已知合法BS信息，所述的合法BS信息包括BS的ID、地理位置、該BS對(duì)應(yīng)的最新周期T的合法BS標(biāo)簽w集合；

步驟3：當(dāng)普通用戶需要定位為定位用戶時(shí)，進(jìn)行按需定位處理，所述定位用戶以下簡(jiǎn)稱(chēng)LU：LU向S發(fā)起定位請(qǐng)求，將某個(gè)時(shí)間t內(nèi)掃描得到的包含BS的ID、信號(hào)強(qiáng)度信息、特征幀集合和前一個(gè)周期的BS標(biāo)簽w集合上傳給S，即以消息格式發(fā)送給S；

其中，T'表示上一個(gè)周期；

num_t是LU的個(gè)數(shù)，LU_j表示第j個(gè)定位用戶，表示時(shí)間t內(nèi)1～num_t個(gè)LU終端ID，即設(shè)備號(hào)和上網(wǎng)MAC地址；