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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護數(shù)據(jù)聚合方法研究
李偉 2022/3/28 20:45:06
（接上頁）鑰分配機制，成功為各個葉子節(jié)點分配密鑰后，設(shè)置密鑰共享作業(yè)模式和共享對象。其中，共享對象為父節(jié)點，該節(jié)點有權(quán)訪問葉子節(jié)點數(shù)據(jù)。所以，葉子節(jié)點在與父節(jié)點聚合數(shù)據(jù)時，為其發(fā)送了消息認證碼。父節(jié)點獲取該認證碼以后，可以準確讀取葉子節(jié)點數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)采取聚合處理后，作為葉子節(jié)點數(shù)據(jù)。在向其父節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)聚合消息時，一同發(fā)送消息認證碼。以此類推，直至最高父節(jié)點完成數(shù)據(jù)聚合，生成安全性較高的數(shù)據(jù)聚合結(jié)果。
為了實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)聚合，減少數(shù)據(jù)聚合遺漏情況，本設(shè)計方案采取遍歷法聚合數(shù)據(jù)。首先，從底層孩子節(jié)點出發(fā)，逐一便利節(jié)點，找到與其對應的父節(jié)點。按照父節(jié)點認證標準，對孩子節(jié)點發(fā)送來的聚合申請消息進行認證，如果認證信息相符，則認為當前孩子節(jié)點與父節(jié)點相匹配，否則繼續(xù)遍歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系。如果上一層父節(jié)點遍歷結(jié)束后，未能找到匹配的父節(jié)點，系統(tǒng)自動報錯，采用人工檢查方式，查明其中原因，找到問題產(chǎn)生根源加以處理后，再次遍歷，直至遍歷不存在不匹配孩子節(jié)點。如果遍歷結(jié)束后，所有孩子節(jié)點均找到相應的父節(jié)點后，將當前層次孩子節(jié)點數(shù)據(jù)與父節(jié)點數(shù)據(jù)聚合。接下來，將父節(jié)點看作孩子節(jié)點，與其連接的上一層次節(jié)點，看作父節(jié)點，采用相同的方法遍歷，為其找到相應的父節(jié)點，檢查無誤后，再次采取數(shù)據(jù)聚合處理。按照此方法遍歷與聚合，直至達到最高層的父節(jié)點。最后，排查錯誤，檢查當前數(shù)據(jù)聚合體系是否存在遺漏、錯誤聚合等問題，將此結(jié)果反饋給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理人員。為了便于用戶查看，此部分消息將以短消息發(fā)送方式，出現(xiàn)在顯示屏。
四、應用測試分析
1、測試內(nèi)容
本次測試主要對數(shù)據(jù)聚合方案的安全性和完整性進行測試，取3組無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸體系作為測試對象，分別對各組數(shù)據(jù)傳輸期間數(shù)據(jù)聚合應用下安全性能和數(shù)據(jù)完整性能進行測試，將以往數(shù)據(jù)聚合方法應用最佳效果作為對照組。
2、測試結(jié)果分析
3組數(shù)據(jù)傳輸體系均為7個節(jié)點，分為三個層次，包括1個父節(jié)點，4個孩子節(jié)點，還有兩個2個節(jié)點為父節(jié)點的孩子節(jié)點，同時也是4個孩子節(jié)點的父節(jié)點。按照測試內(nèi)容，組織隱私保護數(shù)據(jù)聚合方法測試工作，統(tǒng)計測試結(jié)果如表1、表2所示。
表1 數(shù)據(jù)聚合應用下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全性測試
序號 數(shù)據(jù)聚合方法 節(jié)點1 節(jié)點2 節(jié)點3 節(jié)點4 節(jié)點5 節(jié)點6 節(jié)點7
測試1 以往方法 × √ √ √ √ √ √
本方法 √ √ √ √ √ √ √
測試2 以往方法 × × × √ × √ √
本方法 √ √ √ √ √ √ √
測試3 以往方法 × × × √ √ √ √
本方法 √ √ √ √ √ √ √
說明：“√”為安全，“×”為遭受攻擊不安全
與以往方法相比，本文提出的數(shù)據(jù)聚合方法安全性較高，3組測試中各節(jié)點在數(shù)據(jù)聚合過程中都沒有出現(xiàn)安全問題。
表2 數(shù)據(jù)聚合應用下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完整性測試
數(shù)據(jù)聚合方法 測試1 測試2 測試3
以往方法 數(shù)據(jù)完整 部分數(shù)據(jù)丟失 部分數(shù)據(jù)丟失
本方法 數(shù)據(jù)完整 數(shù)據(jù)完整 數(shù)據(jù)完整
本文提出的數(shù)據(jù)聚合方法在3次測試中，數(shù)據(jù)均保持完整，而以往設(shè)計的數(shù)據(jù)聚合方案出現(xiàn)了部分數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。
總結(jié)
本文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)安全問題展開探究，以網(wǎng)絡(luò)中隱私數(shù)據(jù)作為保護對象，在以往研究基礎(chǔ)上，提出一種新的數(shù)據(jù)聚合處理方法，在滿足傳感器無線傳輸需求的同時，提高數(shù)據(jù)傳輸安全性。該聚合方案中通過隱藏數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)采取加密處理，將密鑰共享給父節(jié)點，從而實現(xiàn)隱私數(shù)據(jù)安全保護。測試結(jié)果顯示，本文提出的數(shù)據(jù)聚合方案不僅安全性較高，而且數(shù)據(jù)得以保持完整。
參考文獻
[1]劉冰,馬壯,陳宜棟,等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分簇安全數(shù)據(jù)匯聚方案[J].計算機工程, 2019,45(9):136-142.
[2]胡震海,王立松.抗竊聽攻擊的傳感器網(wǎng)絡(luò)空間范圍聚集查詢處理算法[J].計算機工程與科學,2020(1):46-54.
[3]詹佳程,王秋華,歐陽瀟琴.WSNs中規(guī)避攻擊者的源位置隱私保護路由協(xié)議[J].計算機工程與應用,2019,931(12):108-114.
[4]馬東超,孫興國,馬禮.一種基于數(shù)據(jù)聚合的傳感器網(wǎng)絡(luò)可調(diào)模型[J].計算機學報, 2019,42(2):437-452.
[5]倪曉軍,佘戌豪.面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)應用的改進LZW算法[J].計算機科學,2020, 47(5):268-272.
[6]王晨宇,汪定,王菲菲,等.面向多網(wǎng)關(guān)的無線傳感器網(wǎng)（未完，下一頁）
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