專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的位置隱私保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless SensorNetworks, WSN)的應(yīng)用日漸廣泛,其安全問題已經(jīng)越來越多地受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)技術(shù)是無線傳感器安全技術(shù)的重要研究方向，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的重大挑戰(zhàn)。從研究內(nèi)容的主體來分，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的隱私問題可分為面向數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)隱私的重要組成部分。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的位置隱私保護(hù)，研究較成熟的是 Ozturk Celal 等在文獻(xiàn)“Source-location privacy in energy-constrained sensornetwork routing，，和文獻(xiàn)“Enhancing source-location privacy in sensor network !■outing”中提出的幻影路由協(xié)議?；糜奥酚蓞f(xié)議中包含了一個“熊貓一獵人”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(jiān)測而逐跳追蹤獲取熊貓出現(xiàn)的位置。協(xié)議由兩階段構(gòu)成第一階段是直接隨機漫步，將報文隨機漫步到網(wǎng)絡(luò)中的一個偽源節(jié)點；第二階段將報文從偽源節(jié)點以洪泛路由或單路徑路由的方式路由到Sink節(jié)點。利用偽源節(jié)點保護(hù)真實源節(jié)點的位置隱私。現(xiàn)有技術(shù)中采用的單幻影偽節(jié)點方法主要適用于小型的傳感器網(wǎng)絡(luò)，不適用于中大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)，且單個幻影偽節(jié)點隱私保護(hù)性差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種可用于大型傳感器網(wǎng)絡(luò)的更有效的位置隱私保護(hù)方法。本發(fā)明一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，其實現(xiàn)過程包含以下步驟步驟I :將每個節(jié)點的鄰居節(jié)點按東西方向分為兩類，一類是東方向節(jié)點，另一類是西方向節(jié)點；步驟2 :發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點隨機選擇一個數(shù)η作為偽幻影節(jié)點的個數(shù)，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(jié)點將待發(fā)送的數(shù)據(jù)分成m個分片數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟2中選擇的定向路由方向?qū)個分片數(shù)據(jù)分別定向路由到η個不同的偽幻影節(jié)點；源節(jié)點和偽幻影節(jié)點之間的中間節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)分片數(shù)據(jù)時，必須按照每個分片數(shù)據(jù)設(shè)定的定向路由方向以定向路由的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；步驟4 η個偽幻影節(jié)點將收到的分片數(shù)據(jù)再路由到目的節(jié)點，在路由的過程中，不需要再按照定向路由方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；步驟5 :目的節(jié)點收到所有分片數(shù)據(jù)后，對分片數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。所述的鄰居節(jié)點指與源節(jié)點只有一跳距離的節(jié)點，鄰居節(jié)點只位于源節(jié)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(jié)點指位于源節(jié)點的正南方、東南方、正東方和東北方的鄰居節(jié)點，西方向節(jié)點指位于源節(jié)點的正北方、西北方、正西方和西南方的鄰居節(jié)點。所述的定向路由指節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時只發(fā)送給與設(shè)定的定向路由方向相同的鄰居節(jié)點，即東方向節(jié)點鄰居或西方向節(jié)點鄰居。本發(fā)明中采用多個幻影偽源節(jié)點的方法，將會增加攻擊者追蹤到真實源節(jié)點的難度，從而比現(xiàn)有的方法能更有效地保護(hù)源節(jié)點的位置隱私。并且當(dāng)該方法用于中大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)時，偽節(jié)點的位置分布會更加分散，將起到更好的保護(hù)作用。


圖I :本發(fā)明中鄰居節(jié)點分類示意圖；圖2 :本發(fā)明中位置隱私保護(hù)過程圖。
具體實施方式
如圖I所示，節(jié)點I到節(jié)點8是中心節(jié)點的鄰居節(jié)點，它們之間只有一跳的距離，鄰居節(jié)點只位于源節(jié)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(jié)點I到節(jié)點4是東方向節(jié)點，節(jié)點5到節(jié)點8是西方向節(jié)點。定向路由時，如果定向路由方向是東方向，則中心節(jié)點只能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給鄰居節(jié)點I到節(jié)點4中的一個，如果定向路由方向是西方向，則中心節(jié)點只能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給鄰居節(jié)點5到節(jié)點8中的一個。圖2表明了本發(fā)明中位置隱私保護(hù)過程圖(I):將每個節(jié)點的鄰居節(jié)點按東西方向分為兩類，一類是東方向節(jié)點，另一類是西方向節(jié)點；(2):發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點隨機選擇一個數(shù)η作為偽幻影節(jié)點的個數(shù)，并隨機選擇定向路由方向，即東方向還是西方向；(3):源節(jié)點將待發(fā)送的數(shù)據(jù)分成m個分片數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟(2)中選擇的定向路由方向?qū)個分片數(shù)據(jù)分別定向路由到η個不同的偽幻影節(jié)點；源節(jié)點和偽幻影節(jié)點之間的中間節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)分片數(shù)據(jù)時，必須按照每個分片數(shù)據(jù)設(shè)定的定向路由方向以定向路由的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；(4) :η個偽幻影節(jié)點將收到的分片數(shù)據(jù)再路由到目的節(jié)點，在路由的過程中，不需要再按照定向路由方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；(5):目的節(jié)點收到所有分片數(shù)據(jù)后，對分片數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。所述的鄰居節(jié)點指與源節(jié)點只有一跳距離的節(jié)點，鄰居節(jié)點只位于源節(jié)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(jié)點指位于源節(jié)點的正南方、東南方、正東方和東北方的鄰居節(jié)點，西方向節(jié)點指位于源節(jié)點的正北方、西北方、正西方和西南方的鄰居節(jié)點。所述的定向路由指節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時只發(fā)送給與設(shè)定的定向路由方向相同的鄰居節(jié)點，即東方向節(jié)點鄰居或西方向節(jié)點鄰居。
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，其特征在于包含以下步驟 步驟I :將每個節(jié)點的鄰居節(jié)點按東西方向分為兩類，一類是東方向節(jié)點，另一類是西方向節(jié)點； 步驟2 :發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點隨機選擇一個數(shù)η作為偽幻影節(jié)點的個數(shù)，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(jié)點將待發(fā)送的數(shù)據(jù)分成m個分片數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟2中選擇的定向路由方向?qū)個分片數(shù)據(jù)分別定向路由到η個不同的偽幻影節(jié)點；源節(jié)點和偽幻影節(jié)點之間的中間節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)分片數(shù)據(jù)時，必須按照每個分片數(shù)據(jù)設(shè)定的定向路由方向以定向路由的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，m和η都為大于I的自然數(shù)； 步驟4 :η個偽幻影節(jié)點將收到的分片數(shù)據(jù)再路由到目的節(jié)點，在路由的過程中，不需要再按照定向路由方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)； 步驟5 :目的節(jié)點收到所有分片數(shù)據(jù)后，對分片數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，其特征在于所述的鄰居節(jié)點指與源節(jié)點只有一跳距離的節(jié)點，鄰居節(jié)點只位于源節(jié)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，其特征在于所述的東方向節(jié)點指位于源節(jié)點的正南方、東南方、正東方和東北方的鄰居節(jié)點，所述的西方向節(jié)點指位于源節(jié)點的正北方、西北方、正西方和西南方的鄰居節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，其特征在于所述的定向路由指節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時只發(fā)送給與設(shè)定的定向路由方向相同的鄰居節(jié)點，即東方向節(jié)點鄰居或西方向節(jié)點鄰居。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位置隱私保護(hù)方法，源節(jié)點將待發(fā)送的數(shù)據(jù)分成m個分片數(shù)據(jù)，將m個分片數(shù)據(jù)以定向路由的方式路由到隨機選擇的n個不同的偽幻影節(jié)點，n個偽幻影節(jié)點將收到的分片數(shù)據(jù)再路由到目的節(jié)點，目的節(jié)點收到所有分片數(shù)據(jù)后，對分片數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中采用的多個幻影偽源節(jié)點的方法，將會增加攻擊者追蹤到真實源節(jié)點的難度，從而更有效地保護(hù)源節(jié)點的位置隱私，并且該方法適用于中大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04W84/18GK102843673SQ20121033243
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者錢萍, 劉鎮(zhèn), 吳蒙, 史金龍 申請人:江蘇科技大學(xué)