[发明专利]无线传感网中基于扇形区域的节点位置隐私保护方法及装置

说明书

本发明公开一种无线传感网中基于扇形区域的节点位置隐私保护方法及装置，该方法包括：在源节点周围建立扇形区域{S_i,i＝1,2,…,n}，每个S_i包含若干节点和一伪造源节点；在基站周围建立扇形区域{B_j,j＝1,2,…,m}，每个B_j包含若干节点和一伪造基站；在S_i和B_j外，设置多个预设随机路径；源节点随机选择一S_i发数据包，数据包在S_i随机传输，直至到达伪造源节点；伪造源节点将数据包存储在缓冲队列，队列满后，全部发出；若预设随机路径接收到数据包，则按照预设随机路径进行传输；若没有，则随机选择下一接收者；直至到达B_j；在B_j中，数据包在区域内节点之间随机传输，直至到达伪造基站；伪造基站在B_j中随机选择多个邻居节点，并把数据广播给这些邻居，包括基站。本发明可有效保护源节点和基站的位置安全。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，尤其涉及一种无线传感网中基于扇形区域的节点位置隐私保护方法及装置。

背景技术

随着科技的发展，无线传感器网络已经广泛应用在医疗、智慧城市、交通管理、智能楼宇、电力以及军事领域，当节点感知到事件时，源节点把感知的数据传输给邻居节点，直到感知数据被传输到基站。但是，无线传感器网络中的节点安全问题是需要高度重视的。如果敌手在网络中监听数据的传输，进而分析出数据的传输路由，然后回溯到源节点或者基站，最终会对整个网络构成威胁。因此，保护源节点和基站的位置隐私安全是一个重要的安全问题。

虽然现有的加密技术能够保护数据内容的安全，但是，这些技术却无法保护节点的位置安全，敌手可以在不知道传输内容的情况下，通过分析通讯量、传输时间等信息(Saponas T S,Lester J,Hartung C,et al.Devices that Tell on You:Privacy Trendsin Consumer Ubiquitous Computing[A].//Proceedings of 16th USENIX SecuritySymposium on USENIX Security Symposium[C],2007:1-23.)(Srinivasan V,StankovicJ and Whitehouse K.Protecting Your Daily In-Home Activity Information from aWireless Snooping Attack[A].//Proceedings of the 10th internationalconference on Ubiquitous computing[C],USA:ACM,2008:202-211.)，掌握数据的传输路由，进而找到数据传输的源节点和基站的位置。

发明内容

本发明针对现有的加密技术无法保护节点和基站位置安全的问题，提出一种无线传感网中基于扇形区域的节点位置隐私保护方法及装置，为了保护源节点和基站的位置安全，本发明在源节点和基站周围设置多个扇形区域，并包含伪造源节点或伪造基站，从而防止全局敌手进行通讯量分析和传输时间分析，这样可以有效保护源节点和基站的位置安全，防止全局敌手定位源节点和基站的位置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无线传感网中基于扇形区域的节点位置隐私保护方法，包括：

步骤1：在源节点周围建立多个扇形区域{S_i,i＝1,2,…,n}，每个扇形区域S_i包含若干个节点和一个伪造源节点；其中n为源节点周围建立的扇形区域的数目；

步骤2：在基站周围建立多个扇形区域{B_j,j＝1,2,…,m}，每个扇形区域B_j包含若干个节点和一个伪造基站；其中m为基站周围建立的扇形区域的数目；