[发明专利]无线传感网中保护位置隐私的匿名通信方法

说明书

本发明涉及无线传感器网络领域，公开了一种适用于保护位置隐私的匿名通信方案。针对无线传感器网络在应用中敌手可以进行回溯攻击和流量分析，推断源节点和事件发生的位置，导致位置隐私泄露的问题，本发明首先通过设置候选区域，提出了基于候选区域的代理源节点选择机制，选择代理源节点代替真实源节点发送消息，保护源节点的位置隐私；其次，基于节点的剩余能量，提出了基于剩余能量的最短路由算法，可以进行高效的数据转发；最后，将基于候选区域的代理源节点选择机制和基于剩余能量的最短路由算法相结合，提出了一种新的匿名通信方案，在保证消息发送方的匿名性的同时，实现了无线传感器网络在发送消息的过程中真实源节点的位置隐私保护和高效的数据转发。

技术领域

本发明属于WSN中的位置安全领域，涉及使用DH密钥算法，最短路径路由算法。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是一种分布式传感网络，网络中的传感器节点被随机部署在网络中，以自组织和多跳的方式构成无线传感器网络，点和点之间通过无线方式进行通信。WSN已经成为最具发展潜力的技术之一，被认为是连接物理世界和虚拟世界的纽带，具有感知、采集、处理和传输被监测对象的能力。

国内外对于无线传感器网络中源位置问题的研究开始较早，2013年，Zhao等人提出了基于随机角度和概率转发的源位置隐私保护路由协议RAPFPR，使产生的代替真实源节点发送消息的幻影源节点均匀的分布在真实源节点周围。2014年，Sharma等人提出了移动基站环境下防止主动和被动攻击的新技术，在网络中部署移动sinks，从传感器节点收集数据并将数据传送到固定基站，保证了移动sink中数据的保密性。2018年，Wang et al.在综合分析噪声误差和非均匀性误差的基础上，提出了一种更准确选择网格大小的数据域划分模型，并设计了均匀网格释放方法，来解决传感器收集各种数据带来隐私泄露的问题。但是现有的方案依然会存在一些问题，例如，回溯攻击和网络中的能量分布不均匀等。

本文利用代理源节点和最短路径路由来实现无线传感器网络中源位置隐私的问题，能够保证源位置不会被敌手获知，传输的数据也不会被恶意伪造和修改。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对无线传感器网络在应用中敌手可以进行回溯攻击和流量分析，推断源节点和事件发生的位置，导致隐私泄露的问题，本发明提出了一种新的匿名通信方法，实现了无线传感器网络在发送消息的过程中保护真实源节点的位置隐私。

本发明所采用的技术方法是：首先通过设置候选区域，提出了基于候选区域的代理源节点选择机制；其次，基于节点的剩余能量，提出了基于剩余能量的最短路由算法；最后，将基于候选区域的代理源节点选择机制和基于剩余能量的最短路由算法相结合，提出了一种新的匿名通信方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了无线传感器网络中基于代理源节点和最短路径路由的匿名通信方法，从而保护了真实源节点的位置隐私，实现了匿名性。同时，本发明考虑到剩余能量，增大了数据传输的成功率，也降低了网络开销。

附图说明

图1是建立候选区域图。

图2是保护源位置隐私的匿名路径图。

图3是Rs—Ps的消息转发流程图。

图4是Ps—sink的消息转发流程图。

图5是发送方消耗能量随传输距离变化图。

图6是发送方消耗能量随传输比特变化图。

图7是接收数据的能量消耗图。

具体实施方式

本发明的目的是保护位置隐私的匿名通信，该方法由基于候选区域的代理源节点选择机制和基于剩余能量的最短路由算法两部分组成，内容如下：

步骤1.基于候选区域的代理源节点选择机制