无线传感器网络源位置隐私保护研究

发布时间：2017-07-03 06:07

  本文关键词：无线传感器网络源位置隐私保护研究

  更多相关文章： 无线传感器网络 源位置隐私保护 全局流量攻击 节能策略 全过滤

【摘要】：由于无线传感器网络具有低数据率、低能耗和短距离通信等特点,它已被广泛地应用于跟踪和监控系统中,为人们提供了一个便捷监控物理世界的方式。鉴于无线传感器网络使用无线信号进行通信的特点,攻击者可以监听节点发送数据包的情况,并跟踪无线信号,追踪到发送消息的源节点,而源节点通常是距离被监测对象最近的节点,这将暴露被监控事件发生的位置和时间。被监控对象往往是敏感对象,因此,源节点的位置隐私保护是无线传感器网络应用中尤为重要的问题。针对无线传感器网络面临的攻击问题,本文研究能够抵御全局流量攻击的源节点位置隐私保护方案。根据无线传感器网络的特点,引入伪数据包是抵御流量分析攻击的有效方法,然而假包注入会引起较多的冗余通信流量,大量消耗无线传感器节点能量。为了尽可能减少无线通信量,本文分别从假包产生初始和假包转发过程两个角度,设计一种基于能量的源位置隐私保护方案和一个基于全过滤的源位置隐私保护方案。针对FitProbRate方案通信开销较大的问题,本文在其基础上进行改进,设计基于能量的源位置隐私保护方案EBS (Energy-Based Scheme)。一方面,该方案在伪数据包产生阶段,引入能量影响因子、参数基准以及能量影响比重,使节点发送伪数据包的时间间隔受到节点当前电量的影响。另一方面,在时间间隔调整阶段,加入能量影响因子对消息发送间隔均值的影响,重新计算下一个数据包的发送时间间隔。通过理论分析与仿真实验,得到结果表明,本方案保持较短的发送时延,同时,具有更小的通信开销,更能节约节点能量。考虑假包注入会导致网络流量较大的问题,从假包转发过程的角度,设计一种基于全过滤策略的方案AFS (All Filtering Scheme),使网络中所有节点都过滤伪消息,并且节点发送或转发消息都按照既定的频率。在该方案中,节点接收到伪消息时,立即将其丢弃,接收到真消息时,先放入消息缓冲队列,等待一定的时间再发送。通过理论分析与仿真,将本方案与基于代理过滤的方案和普通不过滤的方案进行对比,所得结果表明,本方案更容易部署,具有更少的网络通信开销,能有效地减少网络能耗。
【关键词】：无线传感器网络 源位置隐私保护 全局流量攻击 节能策略 全过滤
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.08;TP212.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 研究背景及研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 无线传感器网络概述13-14
• 1.2.2 位置隐私保护技术14-17
• 1.3 本文的研究内容及组织结构17-19
• 第2章 源位置隐私保护技术概述19-30
• 2.1 网络模型19-21
• 2.2 攻击者模型21-22
• 2.2.1 攻击者分类21
• 2.2.2 攻击方式21-22
• 2.2.3 流量分析攻击22
• 2.3 源位置隐私保护方案22-30
• 2.3.1 周期性消息(Periodic Collection)22-23
• 2.3.2 模拟事件源(Source Simulation)23-25
• 2.3.3 过滤假包(PFS,TFS)25-28
• 2.3.4 不可观测切换轨迹(The Unobservable Handoff Trajectory)28-30
• 第3章 基于能量的源位置隐私保护方案30-46
• 3.1 本方案背景30-33
• 3.1.1 问题提出30
• 3.1.2 FitProbRate方案概述30-33
• 3.2 本方案模型33-34
• 3.2.1 网络模型33
• 3.2.2 攻击者模型33-34
• 3.2.3 安全假设34
• 3.3 基于能量的源位置隐私保护方案设计34-38
• 3.3.1 参数预置35-36
• 3.3.2 伪数据包生成36-37
• 3.3.3 真实消息发送37
• 3.3.4 时间间隔调整37-38
• 3.4 性能分析38-40
• 3.4.1 能耗分析38-40
• 3.4.2 安全性分析40
• 3.5 仿真实验40-45
• 3.5.1 实验方案41-43
• 3.5.2 节点能耗43-44
• 3.5.3 发送时延44-45
• 3.5.4 实验结果分析45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 基于全过滤的源位置隐私保护方案46-59
• 4.1 问题提出46
• 4.2 基于全过滤的源位置隐私保护方案设计46-49
• 4.2.1 本方案模型与假设47
• 4.2.2 本方案具体流程47-49
• 4.3 性能分析49-52
• 4.3.1 网络流量50
• 4.3.2 能耗50-51
• 4.3.3 丢包率51
• 4.3.4 传输时延51-52
• 4.4 仿真实验52-58
• 4.4.1 仿真方案53-54
• 4.4.2 仿真过程54-56
• 4.4.3 网络流量56-57
• 4.4.4 真消息传递率57
• 4.4.5 传输时延57-58
• 4.4.6 仿真结果分析58
• 4.5 本章小结58-59
• 总结与展望59-61
• 1 全文工作总结59-60
• 2 未来研究展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 钱志鸿;王义君;;面向物联网的无线传感器网络综述[J];电子与信息学报;2013年01期

2 洪锋;褚红伟;金宗科;单体江;郭忠文;;无线传感器网络应用系统最新进展综述[J];计算机研究与发展;2010年S2期

3 ;Accurate energy model for WSN node and its optimal design[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2008年03期

  本文关键词：无线传感器网络源位置隐私保护研究

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本文编号：512541