[发明专利]一种无线传感器网络位置隐私保护方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种用于无线传感器网络的位置隐私保护方法。

背景技术

近年来，无线传感器网络（Wireless SensorNetworks，WSN）的应用日渐广泛，其安全问题已经越来越多地受到国内外研究者的关注。无线传感器网络的隐私保护技术是无线传感器安全技术的重要研究方向，是无线传感器网络面临的重大挑战。从研究内容的主体来分，无线传感器网络中的隐私问题可分为面向数据的隐私安全和面向位置的隐私安全，位置隐私是无线传感器网络隐私的重要组成部分。

经过对现有技术的检索发现，针对无线传感器网络的位置隐私保护，研究较成熟的是Ozturk Celal等在文献“Source-location privacy in energy-constrained sensor network routing”和文献“Enhancing source-location privacy in sensor network routing”中提出的幻影路由协议。幻影路由协议中包含了一个“熊猫—猎人”模型，作为恶意攻击方的猎人希望通过对WSN中无线传播信号的监测而逐跳追踪获取熊猫出现的位置。协议由两阶段构成：第一阶段是直接随机漫步，将报文随机漫步到网络中的一个伪源节点；第二阶段将报文从伪源节点以洪泛路由或单路径路由的方式路由到Sink节点。利用伪源节点保护真实源节点的位置隐私。

现有技术中采用的单幻影伪节点方法主要适用于小型的传感器网络，不适用于中大规模的传感器网络，且单个幻影伪节点隐私保护性差。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提出一种可用于大型传感器网络的更有效的位置隐私保护方法。

本发明一种无线传感器网络位置隐私保护方法，其实现过程包含以下步骤：

步骤1：将每个节点的邻居节点按东西方向分为两类，一类是东方向节点，另一类是西方向节点；

步骤2：发送数据的源节点随机选择一个数n作为伪幻影节点的个数，并随机选择定向路由方向，即东方向还是西方向；

步骤3：源节点将待发送的数据分成m个分片数据，根据步骤2中选择的定向路由方向将m个分片数据分别定向路由到n个不同的伪幻影节点；源节点和伪幻影节点之间的中间节点在转发分片数据时，必须按照每个分片数据设定的定向路由方向以定向路由的方式转发数据；

步骤4：n个伪幻影节点将收到的分片数据再路由到目的节点，在路由的过程中，不需要再按照定向路由方向转发数据；

步骤5：目的节点收到所有分片数据后，对分片数据进行重组。

所述的邻居节点指与源节点只有一跳距离的节点，邻居节点只位于源节点的正南方、东南方、正东方、东北方、正北方、西北方、正西方和西南方这八个位置。所述的东方向节点指位于源节点的正南方、东南方、正东方和东北方的邻居节点，西方向节点指位于源节点的正北方、西北方、正西方和西南方的邻居节点。所述的定向路由指节点在转发数据时只发送给与设定的定向路由方向相同的邻居节点，即东方向节点邻居或西方向节点邻居。

本发明中采用多个幻影伪源节点的方法，将会增加攻击者追踪到真实源节点的难度，从而比现有的方法能更有效地保护源节点的位置隐私。并且当该方法用于中大规模的传感器网络时，伪节点的位置分布会更加分散，将起到更好的保护作用。

附图说明

图1：本发明中邻居节点分类示意图；

图2：本发明中位置隐私保护过程图。

具体实施方式

如图1所示，节点1到节点8是中心节点的邻居节点，它们之间只有一跳的距离，邻居节点只位于源节点的正南方、东南方、正东方、东北方、正北方、西北方、正西方和西南方这八个位置。节点1到节点4是东方向节点，节点5到节点8是西方向节点。定向路由时，如果定向路由方向是东方向，则中心节点只能转发数据给邻居节点1到节点4中的一个，如果定向路由方向是西方向，则中心节点只能转发数据给邻居节点5到节点8中的一个。

图2表明了本发明中位置隐私保护过程图：

（1）：将每个节点的邻居节点按东西方向分为两类，一类是东方向节点，另一类是西方向节点；

（2）：发送数据的源节点随机选择一个数n作为伪幻影节点的个数，并随机选择定向路由方向，即东方向还是西方向；