[发明专利]WSN中基于多个sink和假热点区域的源节点位置隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种WSN中基于多个sink和假热点区域的源节点位置隐私保护方法，首先在多个sink节点之间选择数据包传送的目的sink节点，再根据相应位置随机计算中间节点；在源节点到中间节点的第一段传输过程中，创建不规则区域传输假数据包，保护源节点位置隐私，采用TTDD路由方式判断中间节点的位置并将真实数据包传输到中间节点；在中间节点和sink_i之间的第二阶段传输过程中，采用贪婪的路由方式，产生假数据包分支。每一轮重新选择中间节点，产生新的路径，因此每轮的路径都是动态的。本发明能够增加攻击者逐跳回溯的难度，中间节点的设立增加了路由的随机性和多样性，增强了寻找真实源节点位置的难度，能够抵御攻击者的跟踪数据包攻击以及分析流量的热点攻击。

技术领域

本发明属于无线传感器网络保护源位置隐私领域，具体涉及WSN中基于多个sink和假热点区域的源节点位置隐私保护方法。

背景技术

一般情况下，无线传感器网络中的节点进行感知、探测、接收发送数据等工作，随着无线传感网络的发展，出现攻击者，为网络安全带来威胁和挑战，例如，典型的“熊猫猎人”模型，网络中的节点在感知到熊猫的出现时，会周期性采用多跳传输的路由方式，向特定的目的地——基站发送消息，其中包含熊猫的生活习性和栖息地等重要科研信息；同时，网络中存在监听无线信号，能够进行逐跳回溯追踪的攻击者，最终定位到熊猫的位置进行破坏。

攻击者采取的攻击方式有热点分析、逐跳回溯数据包、监听节点数据流量和时间关联分析、数据篡改、分析信号强度等方法。源节点位置易暴露的问题严重影响了网络的安全性能，因此隐私保护问题是制约无线传感器网络应用的主要因素之一。

通常增强源节点的位置隐私强度有引入幻影节点、增加网络中假数据包数量，制造假热点等方法。位置隐私的目标是在监测事件和数据传输的同时，防止攻击者定位源节点的位置。

为了增强无线传感器网络位置隐私保护性，国内外许多研究者提出了许多隐私保护方案，相关文献如下：

1.Mohamed等在《A Cloud-Based Scheme for Protecting Source-LocationPrivacy against Hotspot-Locating Attack in Wireless Sensor Networks》提出了创建不规则云区域的方案，定义了热点攻击模型，云内节点统一向sink节点发送假数据包，隐藏真实数据包的流量，使用不规则热点迷惑攻击者。所谓“云”就是源节点隐藏在一组不规则形状的节点中，文章定义并研究了热点攻击模型，攻击者会根据网络中流量差异定位源节点。方案中用假流量创建不规则形状的“云”隐藏真实源节点，提高源节点的匿名性，减少因事件发生时网络中不均匀的流量传输而暴露源节点位置。

2.Na Wang等在《All-Direction Random Routing for Source-LocationPrivacy Protecting against Parasitic Sensor Networks》中提出一种全向随机路由机制(ARR)保护源节点的位置隐私，ARR通过引入多个sink节点减小源节点被定位的概率，首先源节点本地计算生成虚拟位置，周边转发模式和入侵转发模式相结合，确定代理节点。然后选择合适的代理节点，从源节点传输数据包到代理节点，并将其从代理节点发送到sink。ARR可以控制路由路径的分布，保证具有相同的源和目的节点的路由路径都完全不同。