[发明专利]基于位置隐私的IPV6延迟容忍传感网的数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于位置隐私的IPV6延迟容忍传感网的数据传输方法，属于信息安全、延迟容忍网络和无线传感器网络技术的交叉领域。

背景技术

随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器开始在世界范围内出现，由这些微型传感器构成的无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是计算机科学技术的一个新的研究领域。无线传感器节点将通信网络的泛在性发挥到极致，能够被广泛应用在空间、陆地、地下、水下等各类特殊环境，提供无人职守的信息感知、收集、监测和处理等一系列信息服务。

在特定的环境下，一些非实时性应用的无线传感器网络经常被部署在野外或者较为偏僻的区域或者无人监控区或者障碍区，例如海上或者野战环境，这些区域由于缺乏其它基础网络(例如移动通信网、电信网等)的支撑，且信号中继设备少，数据的传输往往得不到保障，延迟时间长且易丢包，对于这种状态下的无线传感网，必须设计成延迟容忍的，即允许数据的传送有一定的时延和丢包率。

在此类无线传感器网络中，除了要面对数据传输有延迟的问题，还要面临着隐私威胁。传感器节点容易被攻击者物理俘获、丢弃篡改和节点数据等，这些威胁对无线传感器网络的部署应用造成了极大的负面影响。

然而，无线传感器网络具有分布式部署在无人看守的环境中、自组织和以数据为中心等特征，其隐私保护问题不同于传统的网络，加之其资源严格受限(包括计算、存储以及通信能力)其设计的首要目标是节约能量，因此传统网络中的隐私保护技术往往不能直接应用于无线传感器网络。

与传统的实时网络环境不同，传统的隐私保护方法并不充分考虑其网络特性，把注意力都集中在发送数据的隐私保护上；且往往并不考虑原始数据是否发生变化，可能某个温度传感器一小时内采集的数据值没有任何的变化，但仍然在传送并做隐私保护处理，这对于能量资源非常有限的无线传感网而言降低了效率；再者，现有的隐私保护方法太过于依赖传统的安全机制和加密技术，往往在追求安全强度的同时会带来更大的开销。

但在现实世界中，如前所述，由于通常被部署在野外，无线传感器网络具有延迟容忍的特征，缺乏基础通信设备的支持，源节点的消息往往需经过“存储—携带—转发”、多次转发、节点两两成对交换信息等手段，才能把消息传送到目标节点。在这种环境中，再把精力集中于数据隐私保护是不合适的。

发明内容

本发明提出了一种基于位置隐私的IPV6延迟容忍传感网数据传输方法，利用区域划分技术划分的小空间代替传感器节点的位置信息，实现了位置隐藏，同时采用IPV6技术，采用IP地址替代标识传感器节点的身份ID，实现了传感器节点真实身份ID的隐藏，并能实现有效的数据传输。

IPV6：英文全称：Internet Protocol Version 6，中译文：互联网协议[版本6]。

本发明的技术解决方案是：

一种基于位置隐私的IPV6延迟容忍传感网的数据传输方法，利用传感器节点所在的应用空间扇区子区域信息替代具体的位置信息，并采用IPV6地址来标识节点的身份，通过位置隐藏来保护发送源；具体步骤为：

步骤一、基站节点覆盖区域初始化，无线传感器节点配备GPS模块并服从均匀分布，基站节点部署在区域的中心，基站节点初始化覆盖区域，覆盖半径标记为r，且和网络中所有的传感器节点能够进行通信；

步骤二、覆盖区域的空间划分，隐藏传感器节点的地理位置信息，把基站节点的覆盖区域划分成扇区，即应用空间扇区，应用空间扇区根据特定的半径值继续划分成子区域，处在某一子区域内的所有传感器节点的地理位置信息用该子区域信息替代，各子区域内至少存在一个传感器节点；

步骤三、某一应用空间扇区子区域的地址分配；

步骤四、新传感器节点加入，检查当前是否有新传感器节点加入请求，如果没有请求则跳过“步骤四”执行“步骤五”；若有，新加入的传感器节点使用IPV6的邻居发现协议，找到并配置自己的IPV6地址，并跳过“步骤五和六”先执行“步骤七”；

步骤五、数据采集和比较，采用“采集—比较—传输”的方法进行数据传输；通过获取的GPS模块地理信息与应用空间扇区的子区域Si对比，检查传感器节点是否移出应用空间扇区的子区域，如果移出则跳转执行“步骤七”，否则继续执行步骤六；

步骤六、数据传输，在延迟容忍网络环境下，当前传感器节点的传送信息请求被响应后，将打包后的信息发送给下一跳传感器节点或基站节点；返回重新执行“步骤四”直至死亡跳转至“步骤九”；