群智感知网络中基于信任评估的隐私保护机制研究

发布时间：2020-07-13 23:45

【摘要】：随着移动通信技术和传感器技术的迅速发展,群智感知成为移动互联网领域的研究热点。移动节点利用智能终端嵌入的各种传感器感知数据并上传到感知平台,平台通过对数据的分析和提取,从而实现一些大规模、复杂的感知任务。然而,在群智感知网络中,系统与信息环境更加开放,持续的消息转发和传输过程会使消息内容、节点的隐私信息更容易暴露给信道监听者,极大地增加了黑客攻击、隐私数据泄露的风险,并且传统的隐私保护方法单纯依靠加密方法,不仅消耗网络资源,也大大影响了网络性能。论文针对上述问题,对群智感知的隐私保护机制进行了研究。首先,本文介绍了群智感知网络的研究背景,然后对群智感知网络,特别是对协调式任务分配和数据传输方面的隐私保护问题面临的挑战进行了分析,并介绍了典型的群智感知隐私保护方法。其次,针对协调式任务分配的群智感知网络,本文提出一种信任状态评估的任务分配隐私保护策略,同时保护了任务请求节点和参与节点的隐私。本文运用布隆过滤器作为属性存储结构隐藏参与节点属性,充分考虑了参与节点信任属性,在隐私保护的基础上,基于历史信息和节点信任实现可靠参与节点选择过程,从而实现面向隐私保护的任务分配策略。再次,本文提出了一种信任关系动态评估的数据传输隐私保护策略。通过建立全局动态信任评估模型,为节点采集的感知数据选择可靠的传输路径,并隐藏节点的身份信息和其数据的关联性。同时,利用信任关系设计一种新颖的消息切割方式,保障数据的隐私性、完整性和可验证性,实现防御恶意节点攻击的同时提高网络运行效率。数值分析表明,本文所提策略可将消息暴露率控制在6%左右,并同时保证投递率等其他网络性能。最后对本文工作进行总结,并对今后的工作计划进行展望。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP212.9;TP309
【图文】：

任务分配,策略,节点,信誉度

Ｆｉｇ．２邋Ｔａｓｋ邋ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ邋ｓｔｒａｔｅｇｙ逡逑．邋４信任状态评估逡逑．４．邋１相互信誉度逡逑任务请求节点和参与节点往往需要相辅相成，相互信誉度表示两种节点互中，彼此之间的满意程度，如果请求节点对于这个参与节点满意程度高，个参与节点比较可靠，是恶意攻击节点的可能性就比较低，反之亦然。本章誉度目的是在参考参与节点ｆ与任务请求节点的历史交互记录，在网络段中，两种不同的节点可能多次共同完成过同一任务，节点逦表示任务请对对应任务参与节点心次的满意程度，＆邋＝逦：｝表示最近／；次集合，其中＜°＜邋０表示么对＾不满意，不满意程度越大，数值ｂＯ表示么对／＾满意，满意程度越大，数值就越大；表示ｆ与０的交互。ｆ对岛的信誉度７？（各０；）为公式（３．１）。并且为了提高准确性和动态的更新加衰减因子用于给不同时间满意度分配权重值，使用公式（３．２）表示，以所有的历史交互次数中，交互的满意度权重值随时间而达到动态变化。逡逑

仿真图,片段,仿真参数

意节点比例不同的情况下和不同任务请求间隔的情况下，本部分比较了邋ＴＰＴＡ、逡逑ＰＥＰＰｅＲ邋（Ｏｔａ，２０１８）、ＳＡＢＡ（Ａｚｚａｍ，邋２０１８）三种隐私保护算法在任务隐私分配方面逡逑的网络性能。仿真参数如表１所示；任务中仿真图３如图所示；２００个节点的模拟路逡逑线规划代码片段如图４所示。逡逑表１仿真参数设置逡逑Ｔａｂｌｅｌ邋Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒ邋ｓｅｔｔｉｎｇ逡逑＃１逦Ｗｕ逡逑仿真时间／ｓ逦４３２００逡逑网络大小／ｍｘｍ逦２５００ｘ３０００逡逑参与节点数量逦２００逡逑参与节点通信方式逦Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ逡逑传输范围／ｍ逦１５逡逑传输速率／ＫＢｐｓ逦２５０逡逑参与节点移动速度ｍ／ｓ逦２－３逡逑缓存大小／ＭＢ逦２０－２５逡逑任务产生间隔／ｓ逦５００逡逑任务请求产生间隔／ｓ逦５００（ｄｅｆａｕｌｔ）逡逑任务内容大小／ＫＢ

节点,成功率,隐私保护,策略

图５不同恶意节点比例的任务请求成功率逡逑Ｆｉｇ．５邋Ｔａｓｋ邋ｒｅｑｕｅｓｔ邋ｓｕｃｃｅｓｓ邋ｒａｔｅ邋ｆｏｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｍａｌｉｃｉｏｕｓ邋ｎｏｄｅ邋ｒａｔｉｏｓ逡逑图６中，ＴＰＴＡ策略的任务完成率远高于其他两种策略，主要是由于本章所提策逡逑略能够根据节点信任度以一种隐私保护的方式选择合适的参与节点，这在很大程度上逡逑限制了任务完成过程中恶意节点对数据传输过程的破坏。同时本章所提策略通过信任逡逑状态评估选取的参与节点具有较高可信度及任务完成能力，间接地提高了邋ＴＰＴＡ任务逡逑完成的成功率，其任务完成率比ＰＥＰＰｅＲ高４８％，远高于ＳＡＢＡ。逡逑０．９０逦－＾４－逡逑０．８５－逡逑０．８０－逡逑0．７５—逦‘；．…逡逑０．７０－逦：逡逑…：：：：：：邋Ｌ邋：：邋！逡逑．０．６０－逡逑裳。．５５：］逦逡逑砍０．４５：逦：逦．…逡逑Ｊ＋ｉ邋Ｑ．４Ｑ－逦逦逦逡逑０．３５－逦；逦？二逦逡逑逦逦：—■—ＳＡＢＡ邋逦—邋一－一逦逦逦逦逦逦逦逡逑0．３0邋：邋＿？＿ＰＥＰＰｅＲ邋…」．．．逦逦；逦逦逦逦—逦逡逑０．２５：．…：ＴＰＴＡ邋．—邋！逦ｉ逦２＾！＾．逦—逡逑0．２0：—N逦」逦．逦—逡逑０．１５邋－＾－｜逦Ｉ邋ｉ逦Ｉ逦１逦｜逦１邋Ｉ逦１邋Ｉ逦１邋Ｉ逦＇逡逑０逦５逦１０逦１５逦２０逦２５逦３０逡逑恶意节点比例（％）逡逑图６不同恶意节点比例的任务完成率逡逑Ｆｉｇ．６邋Ｔａｓｋ邋ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ

【参考文献】