数据库驱动认知无线电网络中的隐私保护

发布时间：2017-03-17 22:00

  本文关键词：数据库驱动认知无线电网络中的隐私保护，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：认知无线电网络用于解决频谱固定分配政策导致的无线频谱资源的浪费,它允许认知用户使用其物理范围内未占用的频谱资源(频谱空洞)从而提高无线频谱的利用率。传统认知无线电网络通过频谱感知来确定可用频谱信息。联邦通信委员会近期提出了数据库驱动认知无线电网络的概念,允许使用数据库查询作为频谱感知的替代方法来获取可用频谱信息。它把可用频谱获取的任务从终端用户转移到中心数据库,使得用户能够获得更准确的频谱信息,而且大大简化了系统部署的复杂度。在数据库驱动认知无线电网络的频谱查询过程中,认知用户和数据库交互的数据与用户位置存在一定的相关性,导致网络中的主用户和认知用户都存在位置隐私和轨迹隐私泄露的风险。本文发现在数据库驱动认知无线电网络中,数据库能够根据认知用户的频谱使用信息来推测其位置,同时认知用户也能够根据收集到的可用频谱信息来推断网络中主用户的位置。本文分别提出了针对静止用户和移动用户的攻击方法。对于静止用户,我们提出一种通用的位置推断攻击方法,主用户和认知用户的位置都能够被对方锁定在一个较小的区域范围内。对于移动用户,数据库也可以根据收集到的频道注册信息实施一种基于概率的轨迹跟踪攻击。为抵御在频谱查询过程中的用户位置隐私泄露,本文提出一种改进的隐私保护的频谱查询方式,认知用户在频谱请求阶段通过查询临近区域的方式来模糊自身位置,并基于这些信息进行频道选择。数据库在提供可用频谱阶段也将主用户位置进行模糊处理来增加推断攻击的不确定性。最后,认知用户对隐私保护程度进行权衡并选择最大程度上实现隐私保护的频道。本文将提出的攻击方法和隐私保护方法进行仿真测试,实验结果证明所提出的隐私保护方案可以很大程度上提高数据库驱动认知无线电网络中的用户位置隐私。
【关键词】：认知无线电网络 位置隐私 轨迹隐私 可用频谱查询 隐私保护
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.13;TN925
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 主要符号对照表9-10
• 第一章 研究背景10-16
• 第二章 相关工作16-22
• 2.1 数据库驱动认知无线电网络16-17
• 2.2 隐私保护17-19
• 2.3 认知无线电网络中的安全与隐私19-22
• 第三章 数据库驱动认知无线电的相关标准22-28
• 第四章 数据库驱动认知无线电网络中的位置推断攻击与保护28-42
• 4.1 系统模型28-29
• 4.2 针对静止用户的位置推断攻击29-33
• 4.2.1 基于受限功率的位置推断攻击30-31
• 4.2.2 基于频道切换的位置推断攻击31
• 4.2.3 统一的位置推断攻击算法31-33
• 4.3 针对位置推断攻击的解决方案33-42
• 4.3.1 频谱效益和隐私的度量33-35
• 4.3.2 隐私保护的频谱查询方案35-38
• 4.3.3 位置推断攻击与隐私保护的实验验证38-42
• 第五章 数据库驱动认知无线电网络中的轨迹跟踪攻击与保护42-52
• 5.1 对认知用户轨迹跟踪攻击42-47
• 5.2 轨迹跟踪攻击的解决方案47-48
• 5.3 轨迹跟踪攻击和隐私保护方案验证48-52
• 全文总结52-54
• 附录A 基于私有信息提取的查询盲化方案54-56
• 参考文献56-62
• 致谢62-64
• 攻读学位期间发表的学术论文目录64-66
• 攻读学位期间参与的项目66-68

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本文编号：253469