[发明专利]一种可验证隐私保护的两层传感器网络范围查询方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络安全技术领域，尤其涉及一种可验证隐私保护的两层传感器网络范围查询方法。

背景技术

目前，无线传感器网络(Wireless sensor networks)受到越来越多的关注，已在医疗健康、生态监测、智能交通以及国防军事等领域得到广泛应用。与传统多跳(Multi-hop)网络相比，两层传感器网络(Two-tiered wireless sensor networks)引入了计算、存储以及能量资源充足的存储节点(Storage nodes)作为中间层，负责接收、存储本单元内感知节点发送的数据，并对基站下发的查询指令进行处理并做出响应。除存储节点外，两层传感器网络还有两类设备节点，即感知节点(Sensor nodes)和基站(Base station)。感知节点是适用于大量部署的价格低廉、资源受限的感知设备，仅负责采集感知数据，并上传至本单元内的存储节点；而基站一般由服务器等设备构成，负责与外部用户进行交互，并将用户的查询指令通过诸如卫星通信等按需无线链接(On demand wireless link)的方式发送给存储节点。两层传感器网络具有链路质量稳定、路由结构简单、查询高效和负载均衡等优点，因而得到了广泛的应用。

然而，两层传感器网络在其广泛应用中也暴露出较为严重的安全问题。在两层传感网络中，存储节点存储着整个网络的感知数据，一旦存储节点被俘获，整个网络的隐私安全将面临严重威胁。同时，存储节点还要响应并执行基站的查询请求，被俘获的存储节点有可能伪造、篡改或者隐瞒真实的查询结果，破坏查询结果的一致性，使得基站得到不真实或者不完整的无效查询结果，最终影响用户的判断与决策。如何在保证敏感数据隐私安全性的前提下，确保查询结果的一致性可验证，是两层传感器网络安全技术研究和应用中的一个重要问题。

范围查询是无线传感器网络中应用较为广泛的数据查询方法。本发明目的是在面向两层传感器网络环境中，设计一种具有隐私保护能力并且能够对范围查询的结果数据进行一致性验证的安全范围查询方法。

现有的与两层传感器网络中可验证隐私保护范围查询方法密切相关的专利或文献主要有：

专利“一种隐私保护的两层传感器网络范围查询系统及方法”(申请日期：2013.12.27，公开号：CN103763702A)，这项专利实现了与本发明相同的面向两层传感网的可验证隐私保护范围查询，但在数据采集过程中，每个感知节点需要为本节点所采集的所有感知数据生成保序编码集并进行上传，导致感知节点通信代价较高，影响整个网络的生命周期。