基于角度和概率的WSN源位置隐私保护路由研究

在无线传感器网络源位置隐私保护问题中,针对具有局部流量分析行为的逐跳反向攻击者,提出了基于随机角度和概率转发的源位置隐私保护路由协议RAPFPR。该协议主要分为两个阶段:真实源节点根据随机角度和距离的有向路由阶段,幻影节点到基站的概率转发路由阶段。协议产生的幻影节点能够很好地均匀分布在真实源节点周围,且采取概率转发路由大大减少了重合路径的产生,增加了逐跳反向攻击的难度。仿真结果表明,与现有的隐私保护方案相比,该路由协议能够在不显著增加通信开销的前提下,有效延长网络的平均安全时间,具有很好的隐私保护性能。     

基于幻影路由的增强型源位置隐私保护协议

针对目标监测型无线传感网中源节点位置隐私保护问题,提出一种基于幻影路由的增强型源位置隐私保护协议(enhanced protocol of source-location privacy preservation based on phantom routing,ESLBPR).该协议通过一种扇形区域划分方案以及扇形域中改进型幻影路由机制,较好地保护了源节点的位置隐私.该协议具有以下优势:面对较强攻击者,不会发生方向信息泄露;相邻时序产生的幻影节点间的距离及路由至相同幻影节点的可能性得到控制;产生数量众多,分布多样化的幻影节点;幻影节点与源节点的距离进一步增大.理论与仿真实验表明,与已有的源位置隐私保护协议相比,ESLBPR协议在能耗不显著增加的情况下,使得源位置隐私保护的安全性能大幅度提升.     

WSNs中基于幻影单径路由的源位置隐私保护策略

在目标监测型无线传感器网络中,攻击者可以通过流量监听、节点妥协等方式逆向追踪数据源的位置。为抵御此类攻击者,提出了一种数据源位置隐私保护策略,利用基于单向哈希链的数据源匿名机制以及幻影单径路由协议,分别从数据内容和传输路由路径两方面保护了数据源的位置隐私。性能分析表明,与已有的幻影单径路由协议相比,该策略能实现源节点的匿名,并且在能量受限的情况下可以产生数量更多、位置更加多样的幻象节点,同时使这些幻象节点能够尽量远离数据源,能更好地提高源节点位置的隐私安全。     

基于扇形区域的无线传感器网络位置隐私保护

传统的无线传感器网络位置隐私保护算法没有很好地实现安全性与网络能耗之间的均衡.为了解决这个问题,提出了一种基于扇形区域的随机中继节点路由算法,通过调整扇形区域的大小来控制路由路径的范围,并采用随机选取扇形子区域作为下一跳路由节点可选区域的机制来实现源节点的位置隐私保护.仿真实验结果表明,与幻影路由等其他路由算法相比,所提的路由算法可以在不影响数据投递率的前提下,有效地保护源节点的位置隐私,网络能耗较少.同时,该算法具有较好的灵活性,用户可根据实际需求设置高安全性或低能耗模式.     

基于Hash链的移动自组织网匿名路由激励协议

为激励移动自组织网络中的自私节点参与数据转发,以改善路由机制性能,在基于地理位置的路由机制中,提出了一种基于Hash链的匿名路由激励协议。该协议将基于Hash链的微支付机制,引入位置辅助隐私保护路由;通过对匿名数据转发节点进行实时激励,改善了不可信环境下隐私保护路由机制的性能。安全性分析表明:该协议能保证参与路由节点的匿名性,同时有效抵御针对基于地理位置路由的伪装攻击和重放攻击。效率分析表明:该协议能实时激励匿名节点参与数据转发。     

无线传感器网络中源位置隐私保护方法

随着物联网的迅猛发展,位置隐私被认为是传感器网络中一个重要的安全问题。传统的加密方法不能有效地防止攻击者通过逆向追踪的方式来找到监测物体的位置。针对这些问题并考虑到攻击者具有较强的可视能力,本文提出了一种基于区域和兄弟节点选择的位置隐私保护策略(PRABNS,phantom routing based on area and brother neighbor selecting)。该策略能够使幻影节点均匀分布在源节点周围,并通过对部分区域的选择来使相邻数据包间隔一定的角度,选择兄弟节点来增加源节点到基站路径的多样性。仿真结果表明,该策略能提供更好地隐私保护性,在不增加太多能耗的前提下延长了安全时间。     

无线传感器网络中基于哈希函数的上下文隐私保护

在事件驱动的传感器网络中,为了阻止攻击者利用网络上下文的相关性推断出关键资产的位置隐私信息,该文基于哈希函数的节点匿名方法提出了1种迷宫环机制(MCA)。与洋葱路由(Tor)、心跳包路由和幻影路由相比,MCA是1种可以实现节点的身份匿名和保护位置隐私的安全路由协议。与幻影路由相比,MCA可降低延时和能耗达25%。     

基于门限路由的源节点位置隐私保护协议

近年来,随着无线传感器网络在军事和医疗等领域的应用越来越多,无线传感器网络的隐私保护研究受到了人们的广泛关注.本文提出了一种门限路由的源节点位置隐私保护协议(Threshold Routing for Source-Location Privacy Protection,TR),与已存在的源位置隐私保护协议不同,该协议可以提供更高效的隐私保护能力和有效地降低能量的消耗.应用NS2进行模拟仿真实验,结果表明与其他的隐私保护协议相比,门限路由协议在能耗和隐私保护方面具有更好的性能.     

基于随机游走的多分支端到端位置隐私保护方法

无线传感器网络由各种传感器组成,它们被部署在各种应用场景中并监控各种物体目标.然而,它也面临着诸多安全威胁,比如节点位置安全.为了解决这个问题,提出了一种基于随机游走的多分支端到端位置隐私保护方法.该方法通过设置多个代理源节点或代理基站来隐藏真实源节点或基站的位置.其中,真实源节点随机选择多个邻居作为接收器,直到数据包被发送到代理源节点.另外,代理源节点是随机选择的,这样可以使敌手很难获得真实源节点的准确位置信息.同时,基站周围设置了多个代理基站,通过代理基站转发数据包,改变路由策略来干扰敌手.通过分析和仿真实验,所提方法能够降低通讯消耗和传输延迟,并提高源节点和基站的安全.     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

基于密钥池的簇状传感器网络动态密钥分配协议

为了解决簇状传感器网络中的密钥分配问题，在分析传感器网络的基本密钥预分配机制的基础上，提出了基于密钥池的簇状网络动态密钥分配协议．在保证网络连通率相同的情况下，该协议与基本机制最大的区别在于，网络节点能逐层从基站随机选取不同大小的密钥环．动态分配协议经过初始化、密钥建立和路径密钥建立3个阶段，使整个传感器网络形成一个由安全链路构成的连通图，而簇内同层节点以及相邻层间节点可以通过安全链路进行通信，协同完成应用任务．通过分析和实验证明，所提协议可有效节省存储空间达50%以上，并能显著提高网络抵御攻击的能力．     

一种适用于Ad hoc网络的轻量级密钥交换协议

通过对Ad hoc网络安全性特殊需求的分析,提出适合其特点的轻量级节点间密钥交换协议. 协议使用一种新的基于ID的身份认证机制相互验证身份;使用改进的Blom机制生成加密密钥和认证密钥,分别用于数据私密性保护和报文完整性检查. 为了防止敌方捕获密钥,提出基于节点间数据流的密钥更新机制. 针对节点撤销,给予相应的解决方案. 从不同的角度对协议进行安全性分析,通过和其他实现方法比较,在性能方面证明其高效性.     

基于个性化隐私保护的协同过滤算法

差分隐私可以有效解决推荐系统的隐私泄露问题,但是其引入的噪声会降低推荐系统的性能.此外,不同用户对隐私保护的敏感性是不同的,考虑用户的个性化需求可以减少加入的噪声,有助于提高推荐系统性能.综合以上两个维度,在考虑用户评分敏感性的基础上,提出了一种个性化的差分隐私保护协同过滤算法.算法在用户本地划分评分的隐私敏感度,并采用随机翻转机制对隐私敏感评分进行隐私保护.服务器获取扰动后的数据,利用贝叶斯估计方法重构项目之间的联合分布以提高算法的推荐准确性.理论和实验结果表明,算法在保护用户隐私安全的同时具有良好的推荐性能.     

支持身份隐藏的EAP-PSK协议改进

鉴于身份隐藏这一安全新需求,在分析EAP-PSK协议的基础上,剖析EAP-SIM和EAP-TTLS认证身份保密的特点,提出一种支持身份隐藏机制的EAP-PSK改进方案,并在复杂性上与EAP-TTLS进行了比较.结果表明,新协议具有安全、简单、可行、与原协议兼容的优点,有一定的实用价值.     

基于树模型的差分隐私保护算法

目前面向分类的差分隐私保护算法中,大部分都是基于决策树或者随机森林等树模型。若数据集中同时存在连续数据和离散数据时,算法往往会选择调用2次指数机制,并且进行隐私预算分配时往往选择平均分配。这都使得隐私预算过小、噪声过大、时间成本增加以及分类准确性降低。如何在保证数据隐私的同时尽可能地保证数据可用性,并提高算法性能,成为目前差分隐私保护技术研究的重点。提出了面向决策树和随机森林的差分隐私保护数据挖掘算法,使用Laplace机制来处理离散型特征,使用指数机制处理连续型特征,选择最佳分裂特征和分裂点,并采用最优特征选择策略和等差预算分配加噪策略。对金融数据集的测试结果表明,提出的2种基于树模型的差分隐私保护算法都能在保护数据隐私的同时,具有较高的分类准确性,并且能够充分利用隐私保护预算,节省了时间成本。     

多信道节点分布式协作MAC协议的研究

当前协作通信是现实条件下实现分集增益的关键技术,单天线节点通过相互协作传输信息实现空间分集可有效提高系统的整体性能。在协作通信研究中,协作节点的选择非常重要,选中好的协作节点可以极大地提高数据传输速率与效率,但是针对完全分布式无线网络多信道数据传输情况下,考虑到系统整体性能最优的协作节点分配和选择问题,并没有得到很好的研究。由此本文提出了一种基于协作增量值（CIV）的协作MAC协议（命名为CIV-MAC）。在CIV-MAC中,备选协作节点通过侦听多路信道控制帧获得信道状态信息（CSI）,并计算自身CIV;根据节点的CIV,协议会实行协作节点分配和选择机制并选出最优的协作节点,同时通过采用最小功率控制算法来降低系统能量消耗。最后,以网络实际有效吞吐量和能量效率两个参数为网络性能指标,通过两个不同场景的仿真实验结果得到,相对于RBAR协议和CRBAR协议,CIV-MAC可以极大地提升系统性能。     

一种增强的极轻量RFID安全认证协议研究

由于低成本的RFID标签运算能力有限,它无法支持复杂的密码算法,因此设计轻量级的安全协议尤为重要.URAP是一种基于简单位运算的极轻量级安全协议,兼有安全与隐私保护.本文详细分析了URAP协议的安全性问题,并对它做出了改进,通过增加标签端的随机数R1与阅读器的识别码RID来保护信息的传送,避免了拒绝服务攻击、完全泄露攻击与追踪攻击,有效地提高了RFID应用的安全性.