[发明专利]一种基于动态幻影节点策略的源位置隐私保护方法

说明书

一种动态幻影节点策略的源位置隐私保护方法，该方法针对无线传感网络中的溯源攻击，整体分为以下步骤：构建分布式网络模型，网络初始化阶段，确定幻影节点的位置区域，幻影节点的位置区域划分，动态地选择幻影节点，构建骨干网络。该方法构建了面向源位置隐私保护的分布式网络结构，使用考虑可视区的动态幻影节点策略，在控制幻影路径长度的同时，提高了幻影节点位置的高度随机性，并在构建骨干路由时考虑节点的剩余能量和邻居节点数量，有效延长了攻击者回溯到源节点所需的时间。此外，由于传输路径上的节点始终朝着sink节点方向传送数据包，避免了环路路由的产生，有效控制了能耗开销和传输时延。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络安全领域，具体是指一种动态幻影节点策略的源位置隐私保护方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)的应用范围非常广泛，涉及医疗、环境、家居、工业、航空和军事等等。无线传感器网络由部署在监测区域内的大量低成本微型传感器组成，这些传感器节点的能量供应、存储能力、计算能力和通信带宽等资源通常受到限制，因此单个节点的功能比较弱，而无线传感器网络的强大功能是通过节点间的协作实现的。另外，无线传感器网络采用的是开放透明的无线通信信道，导致节点在传输数据时容易遭到入侵者的恶意攻击。

目前，无线传感器网络安全研究涉及诸多领域，如数据加密、身份认证、秘钥管理、入侵检测、安全路由和隐私保护等等。源位置隐私是当前无线传感器网络安全研究的重点关注对象之一。例如，用于监测野生动物活动的无线传感网络通常部署在较为偏远且无人看守的野外环境中，节点通过多跳通信方式传输数据。监测对象(即野生动物)的位置信息极其重要，一旦被不法份子获取，则监测对象的安全将会受到严重威胁。因此，对于无线传感网络的源位置隐私保护技术的研究具有重要意义。

已有的研究工作针对源位置隐私问题提出了很多保护技术，从整体来看可以分为两种策略：路径伪装策略和陷阱诱导策略。其中，路径伪装策略有幻影路由、随机游走机制、复合环路路由和多路径路由等等，陷阱诱导策略有虚假源节点、虚假包和虚假基站等等。一般的思路是将多种路由机制结合起来，并引入虚假源和虚假包来迷惑攻击者。这种做法虽然能增强节点位置隐私的保护强度，但是数据的传输路径过于复杂，导致数据包的传输延时和节点的能量消耗偏大，不适用于网络规模较小或者传输路径较短的网络。因此，设计一种均衡网络能耗和安全强度的源位置隐私保护技术具有重要意义。

发明内容

为了克服上述背景技术的不足，本发明提供一种动态幻影节点策略的源位置隐私保护方法，目标是实现网络能耗和位置隐私安全强度的均衡。

为了实现上述技术目标，本发明提供如下的技术方案：

一种动态幻影节点策略的源位置隐私保护方法，包括以下步骤：

1)构建面向源位置隐私保护问题的网络模型；

2)网络初始化阶段：所有节点获得sink节点的位置信息、距离sink节点的最小跳数和建立邻居节点列表；

3)确定幻影节点的位置区域：考虑“可视区”的幻影节点位置，基于层级的幻影节点位置；

4)划分幻影节点的位置区域，动态地选取幻影节点；

5)构建骨干路由，分为两部分：源节点到幻影节点的路径，幻影节点到sink节点的路径。