[发明专利]一种安全高效的隐私保护数据融合方法有效

专利信息
申请号: 202011037630.8 申请日: 2020-09-28
公开(公告)号: CN112165693B 公开(公告)日: 2022-07-01
发明(设计)人: 豆慧;陈玉玲;龙洋洋 申请(专利权)人: 贵州大学
主分类号: H04W4/38 分类号: H04W4/38;H04W4/20;H04W12/03;H04W12/02;H04W12/0431
代理公司: 贵阳中新专利商标事务所 52100 代理人: 李余江;程新敏
地址: 550025 贵州省贵*** 国省代码: 贵州;52
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摘要:
搜索关键词: 一种 安全 高效 隐私 保护 数据 融合 方法
【说明书】:

本发明公开了一种安全高效的隐私保护数据融合方法,在无线传感器数据融合的过程中,针对节点数据信息容易被窃听和攻击以及传输过程中数据通信量较大的问题,本发明基于LEACH协议分簇,并通过将隐私数据切分,引入虚假信息进行干扰的方法,提出一种安全高效的隐私保护数据融合方法。该方法可以有效降低节点在通信过程中的数据通信量,同时具有很高的安全性,很好的保护了在通信过程中节点数据的隐私。

技术领域

本发明属于无线传感器技术领域,具体涉及一种安全高效的隐私保护数据融合方法。

背景技术

随着信息技术的发展,物联网已成为国际研究的焦点,对物联网的研究也越来越深入。无线传感器网络作为物联网的重要组成部分,在我们的日常生活中得到了广泛的应用。目前,无线传感器网络广泛应用于栖息地监测、智能空间、医疗系统和机器人探测等领域。

无线传感器网络由大量微小、低功耗的传感器节点组成。传感器节点的位置是随机的,每个传感器节点的功率、存储和计算能力都是有限的。传感器节点主要时收集感知数据,然后与其它节点一起传输到基站或者汇聚节点。在数据收集的过程中,会产生大量的冗余信息,所以,数据融合技术成为了WSN中的关键技术之一。融合器可以计算子传感器的总和、平均值、最小值或最大值,然后将融合的结果发送给更高级别的融合器。通过冗余处理和信息综合,降低了网络流量和能耗。

无线传感器网络中的节点容易受到捕获、物理篡改、拒绝服务等威胁,给基础研究带来了一系列挑战。所以,在数据进行融合的同时加入对数据隐私有保护作用的策略是必不可少。特别是在一些对隐私要求比较高的领域,如军事、医疗等。安全问题的解决对无线传感器的发展具有重要的意义,发明一个具有隐私保护性的数据融合是非常必要的。在设计发明时,隐私保护性能的增加会使节点的数据通信量变大,因此,保证在传输过程中节点安全性的同时,有更少的通信开销是研究的重点。

在现有技术中,由沈阳化工大学申请公开号为CN109640323A的发明专利公开了一种基于数据分片优化的数据融合隐私保护方法,该方法包括以下过程:构建融合树和节点分类:融合树的建立参照TAG算法进行构建;数据分片阶段:LO-SMART方案的分片阶段分为两步。数据混合阶段:将解密的分片与自身保存的数据分片的进行混合运算,生成混合数据包。该方案通过对分片失败节点进行优化分片,并请求分片失败节点的邻居节点发送数据分片加入分片失败节点在数据混合阶段的混合运算,增加入度通信链路破解难度,来提高整个网络的隐私保护性,并在一定程度上提高数据融合精度,而且LO-SMART方案所产生的数据分片数量与原SMART方案近乎相等,不会过多消耗网络能耗。

近年来,数据融合隐私保护主要包括三种类型:逐跳加密机制、端到端加密机制和非加密机制。He等人提出了基于逐跳加密机制的CPDA和SMART隐私保护算法。两种算法都利用了TAG模型。其中CPDA算法采用扰动数据,有效的保护了节点数据的隐私,但是节点在通信过程中的数据通信量较大,对于某些隐私性较高的应用,隐私保护性能的研究还需要进一步完善。

发明内容

本发明的目的是克服现有数据融合技术的不足而提供一种安全高效的隐私保护数据融合方法。

针对数据融合算法通信量大,隐私保护能力较低的问题,本发明基于LEACH协议分簇,并通过将隐私数据切分,引入虚假信息进行干扰的方法,提出一种安全高效的隐私保护数据融合方法。该方法可以有效降低节点在通信过程中的数据通信量,同时具有很高的安全性,很好的保护了在通信过程中节点数据的隐私。

本发明的技术方案如下:

一种安全高效的隐私保护方法,涉及的节点主要包括普通节点、簇头节点、基站三种类型的节点,普通传感器节点上传数据到簇头节点,然后簇头节点将收到的数据进行融合,最后簇头节点将融合后的数据值发送给基站。

1)普通节点:普通传感器节点负责收集收集数据信息,将信息发送给簇头节点。普通节点的能量和资源较少。

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