无线传感器网络中节能与隐私保护范围查询-计算机应用研究.PDF

第３３卷第４期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３３Ｎｏ４ ２０１６年４月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ａｐｒ．２０１６ 无线传感器网络中节能与隐私保护范围查询  张　俊，朱江豪，贾宗璞 ，闫玺玺 （河南理工大学计算机科学与技术学院，河南焦作 ４５４０００） 摘　要：针对无线传感器网络中范围查询高隐私性与低能耗的要求，提出了一种节能的安全范围查询处理算法 ＥＰＲＮ。ＥＰＲＮ对数据查询过程与上传过程进行分离，避免了所有节点将自身感知数据传输至存储节点或基站，大 大降低了网络传输过程通信量，延长了网络寿命。运用前缀成员验证、数据加密等技术对感知数据以及查询范围 进行处理，从而达到隐私保护的目的。理论分析和仿真实验显示，ＥＰＲＮ在保证数据隐私性的同时具有更好的节 能性。 关键词：无线传感器网络；范围查询；隐私保护；低能耗；前缀编码 中图分类号：ＴＰ３９３．０８　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１６）０４１１９９０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１６．０４．０５２ Ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｒａｎｇｅｑｕｅｒｙｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ  ＺｈａｎｇＪｕｎ，ＺｈｕＪｉａｎｇｈａｏ，ＪｉａＺｏｎｇｐｕ，ＹａｎＸｉｘｉ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉａｏｚｕｏＨｅｎａｎ４５４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａ ｓｅｃｕｒｅｒａｎｇｅｑｕｅｒｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｃａｌｌｅｄＥＰＲＮ（ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｒａｎｇｅｑｕｅｒｙｉｎｗｉｒｅ ｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ）．ＥＰＲＮｓｅｐａｒａｔｅｄｑｕｅｒｙｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｍｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄａｖｏｉｄａｌｌｎｏｄｅｓｓｅｎｄｉｎｇｔｈｅｉｒｗｈｏｌｅ ｄａｔａｔｏｓｔｏｒａｇｅｎｏｄｅｓｏｒｓｉｎｋ，ｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｔｒａｆｆｉｃｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｅｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｌｉｆｅｓ ｐａｎ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｐｒｏｃｅｅｄｓｅｎｓｏｒｙｄａｔａａｎｄｑｕｅｒｙｒａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｄａｔａｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｆｉｘｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｄａｔａ．ＡｎａｌｙｓｅｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＥＰＲＮｈａｓｔｈｅｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒｃｏｎ ｓｕｍｐｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｄａｔａｐｒｉｖａｃｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｒａｎｇｅｑｕｅｒｙ；ｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ；ｐｒｅｆｉｘｃｏｄｅ 无线传感器网络（ＷＳＮｓ）在人们的生活中应用十分广泛， 在用户有针对性地进行信息获取的同时，能够尽可能多地减少 如环境监测、地震预测以及战场监测等，许多应用中，基站定期 网络通信量，降低高资源节点被俘获而引起的隐私泄露的风 地收集