公众无线网络中的位置隐私研究

发布时间：2020-05-02 19:56

【摘要】：随着无线网络的普及和移动互联网的快速发展,人们己习惯通过各种无线热点或基站(base station,BS)接入网络。然而,公众无线网络在给人们提供便利的同时,也给网络增大了安全风险。一方面,由于数据内容、位置信息和身份信息三者之间存在内在关联,其中一种信息保护不当会导致其他信息的泄露。另一方面,由于无线信号的有限覆盖性,用户和无线网络之间存在“用户-终端-基站-位置”的映射关系,用户接入某个网络将暴露其大致位置。因此,本文采用无线接入和无线定位中伪AP检测、身份认证和安全定位等技术,解决公众无线网络中位置隐私问题。本文主要研究工作如下:首先,针对公众无线网络中因接入流氓AP(rogue access point,RAP)而导致的用户位置信息、上网行为等数据隐私泄露问题,提出一种基于AP指纹的RAP检测方法。该方法利用Beacon帧参数的不可伪造性和稳定性,构造合法AP(legal access point,LAP)指纹,用于检测RAP。根据AP指纹是否为服务器直接发布和应用场景的不同,提出集中式LAP检测和自主式RAP检测两种方法。其次,针对现有无线接入认证过程中存在的用户位置隐私泄露问题,提出一种基于k匿名的隐身接入机制。构造k匿名集,实现针对基站的用户身份和设备身份双重匿名。引入可信第三方,切断服务端与基站的直接关联,解决服务端的位置隐私问题。根据数据加密方式不同,提出基于公钥的隐身接入和基于共享密钥的隐身接入两种方法,实现对用户身份和位置信息的双重隐身保护。最后,针对现有无线定位技术没有解决位置的可证明问题,即位置的时空真实性,而导致用户身份隐私泄露问题,提出一种基于BS标签的定位欺骗攻击防御机制。该机制利用信号帧的有限覆盖性和随机性,生成具有可再现和不可预测属性的BS标签,解决位置时空真实性的可证明问题。并结合己知合法基站位置,建立BS标签一致性校验模型,剔除伪造位置的定位基站,实现终端的安全定位。
【图文】：

无线网络,网络模型,无线接入点,服务器

移动设备通过无线接入点向互联网发送数据，包括ＩＰ分组、数据帧和位。无线逡逑接入点本身也担任着ＮＡＴ服务器、ＤＨＣＰ服务器、防火墙、本地ＤＮＳ服务器和逡逑ＷＥＢ代理服务器等角色［１，２］，其网络接入模型如图１所示。无线接入点将宽带路由逡逑器和单纯型ＡＰ相结合，借助路由器功能，实现无线网络中的连接共享，将通过无逡逑线连接的终端分配到一个子网并分配ＩＰ。接入设备数目较少时，无线接入点在设备逡逑间通信中仅需交换机的角色；当设备与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ通信，无线接入点完成路由器功能。逡逑ＩＰ分组逡逑数据帧逡逑Ｌ＾４（？））逦＾逦，逡逑N逦＾攻击逡逑Ｏ逦０逦Ｘ逦．０．０逡逑ＮＡＴ服务器ＤＨＣＰ服务器防火墙ＤＮＳ服务器ＷＥＢ服务器逡逑图１无线网络接入的网络模型逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｗｉｒｅｌｅｓｓ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ａｃｃｅｓｓ逡逑－１邋－逡逑

无线网络,隐私

，。一面，由于数据内容、位置信息和身份信息三者之间存在内在关联，，其中一种信息保逡逑护不当会导致其他信息的泄露，如数据泄露会导致位置暴露，位置泄露也会导致身逡逑份暴露。无线信号空间信道的开放性使窃听和假冒等攻击［３＇５］更容易被实施，具体地，逡逑例如用户接入恶意站点，其浏览行为将被攻击方监听捕获，上网数据内容可能暗示逡逑个人身份隐私、经济隐私和社交隐私［６］；终端接入无线网络使用的固定ＭＡＣ地址逡逑可以关联用户信息，同时也泄露位置隐私。另一方面，由于无线信号的有限覆盖性，逡逑用户和无线网络之间存在“用户－终端－基站－位置”的映射关系，用户接入某一个网逡逑络，就说明该用户在这个接入点的附近，顺序接入不同无线网络可以形成用户的运逡逑动轨迹；另外，即使用户没有接入具体某个网络，攻击方也可以根据扫描到的基站逡逑广播信息判断用户的位置ｍ，如图２所示。由于位置数据中蕴含了大量个人信息，逡逑如出行目的、行为习惯、兴趣爱好、家庭住址、健康状况和社交关系等，因此，对逡逑位置数据的不当应用将可能导致个人隐私泄露。更为严重的是，由于位置信息与客逡逑观世界时空关联，位置信息泄露有可能导致人们的生命财产受到危害。逡逑（）
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92;TP309

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