[发明专利]一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用户发送Top-k查询指令(t,Г,k)至Sink，并对候选结果集CR进行初始化，即然后等待感知节点的第一轮反馈消息；其中t是Top-k查询的时间周期，Г表示所要查询区域内传感器节点的集合，k则是查询结束返回的最大或最小的数据项数；

(2)当各个感知节点接收到Sink的查询指令，启动第一轮查询响应：各个感知节点判断自身是否在查询区域Г内，若不在，则退出本次查询处理过程；否则，该感知节点即为查询目标节点，然后利用密钥构造出第一轮反馈消息发送给Sink；

(3)Sink根据第一轮反馈消息利用与感知节点共享的密钥解密，获取前k个候选感知节点序列并将每个节点的节点内最大值加入CR，同时将候选感知节点序列广播至感知节点，然后等待感知节点的第二轮反馈消息；

(4)当感知节点处于Sink发来的候选感知节点序列时，启动第二轮查询响应：构造出最小候选密文数据集，形成第二轮反馈消息发送给Sink；

(5)当Sink接收到候选感知节点序列中节点的第二轮反馈消息后，利用与感知节点共享的密钥解密得到明文数据，将其加入CR；此时，CR中最大的k个数据即为最终的查询结果。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)获取在时间t内采集到的N个数据，设d_i,1d_i,2…d_i,N；

(22)利用密钥g_i对d_i,1加密，生成密文Enc(d_i,1,g_i)，发送如下第一轮反馈消息至Sink：

s_i→Sink：i,Enc(d_i,1,g_i)

其中，s_i为Sink接收到MCSS中的节点；

(23)等待Sink广播响应节点序列消息。

3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)获取步骤(2)中第一轮反馈消息中的最大的k个节点内最大值，设d_1,1d_2,1…d_n,1成立，对应的节点ID序列记为{id(s₁),id(s₂),…,id(s_n)}，前k个节点即为候选节点，将其构成最小候选感知节点ID序列{id(s₁),id(s₂),…,id(s_k)}，记为MCSS；

(32)将MCSS中每个节点的节点内最大值加入CR，则有

CR＝{d_i,1|i∈MCSS}

并将MCSS发送至Г中各查询节点，

Sink→Г:MCSS

(33)等待MCSS中各节点的第二轮反馈消息。

4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：

(41)设感知节点在MCSS中处于第τ位，利用Sink与感知节点共享的密钥g_i构造出如下最小候选密文数据集Ω_i，

(42)发送如下第二轮反馈消息至Sink，此时s_i已完成整个查询处理过程，并退出；

s_i→Sink：i,Ω_i。

5.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络隐私保护Top-k查询的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)包括以下步骤

(51)当Sink接收到MCSS中节点s_i的第二轮反馈消息i,Ω_i后，利用与s_i共享的密钥g_i解密Ω_i中的密文，设得到的明文数据Dec(Ω_i,g_i)，将其加入CR；

(52)当MCSS中所有节点的第二轮反馈消息都处理完成后，得到的最终候选数据集CR为：

CR＝∪_i∈_MCSS({d_i,1}∪Dec(Ω_i,g_i))

此时的CR中的最大的k个数据即为查询结果R_t，且满足：