[发明专利]一种WSN中基于Top‑k查询的数据隐私保护和完整性验证方法

摘要

本发明请求保护一种WSN中基于Top‑k查询的数据隐私保护和完整性验证方法，属于传感器网络查询技术领域和信息安全领域。两层传感器网络中上层主节点容易受到攻击，造成敏感信息的泄露，向汇聚节点Sink返回不完整的查询响应结果，影响战略者的决策，提出了一种WSN中基于Top‑k查询的数据隐私保护和完整性验证方法。利用公共排序函数和端到端对称加密，能够在不泄露敏感数据的情况下正确执行Top‑k查询，同时使用相邻数据项加密链技术，使汇聚节点Sink能够对查询结果进行完整性验证，并且传感器节点使用LEACH算法建立路由。传感器网络资源受限，本发明在实现隐私保护和完整性验证的同时，减少了传感器网络的能量消耗，延长了传感器网络的寿命。

主权项

一种WSN中基于Top‑k查询的数据隐私保护和完整性验证方法，所述WSN包括若干个查询单元C，每个查询单元C内包含一个主节点M和传感器节点Si{i＝1……N}，其特征在于，包括以下步骤：101、数据提交阶段：传感器节点Si{i＝1……N}首先对时间t内采集的感知数据di,j(j＝1……ui)，以及所有传感器节点Si{i＝1……N}公共的已知的相邻感知数据极大值MAX和极小值MIN降序排序，其中ui为传感器节点采集的数据个数；然后传感器节点Si{i＝1……N}用公共单调排序函数f(·)对感知数据进行处理得到Di,j,即Di,j＝f(di,j)，最后将Di,j根据节点id直接发送到主节点M进行存储，传感器节点Si用与汇聚节点Sink共享的秘钥ki，t对MAX和极小值MIN以及时间t进行端到端的加密处理形成数据项加密链发送到主节点M进行存储，传感器节点Si{i＝1……N}根据Leach算法建立路由协议,即传感器节点Si{i＝1……N}之间根据节点之间的距离动态的选择本单元内的簇头节点；102、查询处理阶段：当主节点M收到查询请求Qt＝＜C,t',k,S＞时，其中C表示查询单元，t'表示查询时间，k表示要返回的最大或最小的数据项个数，S表示查询传感器节点集合；M对数据集Dt＝∪i∈SDi,j降序排序，选出最大的前k个Di,j，传感器节点Si∈S有ni个感知数据满足查询请求Qt，主节点将查询响应结果Rt发送到汇聚节点Sink；103、完整性验证阶段：汇聚节点Sink收到查询响应结果Rt后，利用di,j与Di,j一一对应的关系和数据项加密链是否完整来验证查询结果的完整性。