基于隐私保护的无线传感网数据处理算法研究

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1、全日制硕士学位论文基于隐私保护的无线传感网数据处理算法研究申请人姓名：朱江豪指导教师：张俊学位类别：工学硕士专业名称：计算机科学与技术研究方向：网络与信息安全河南理工大学计算机科学与技术学院二○一六年六月中图分类号：TP393密级：公开UDC：004单位代码：10460基于隐私保护的无线传感网数据处理算法研究ResearchonWirelesssensornetworkDataProcessingAlgorithmsbasedonprivacypreserving申请人姓名朱江豪学位类别工学硕士专业名称计算机科学与技术研究方向网络与信息安全

2、导师张俊职称副教授提交日期2016.04.20答辩日期2016.06.04河南理工大学致谢不知不觉，三年的研究生生活即将结束，回想期间的点点滴滴，犹如昨天刚刚发生过的一样，期间既有成功时的喜悦，又有失败时的悲伤，而这必将是我人生中一段珍贵的经历，我从中学会了怎样更加合理的处理生活和学习中的问题，怎样通过自身的努力与坚持一步一步的走向成功。当然，我所取得的所有的进步都离不开老师，朋友以及家人的支持。首先，我要感谢我的导师张俊老师。张老师治学态度严谨、对待学生耐心，专业知识渊博。张老师对我的生活和学习都给予了极大的帮助和指导，使我走出了当初选题

3、的迷茫，坚定了自己的研究方向，特别在论文撰写期间，张老师对论文中出现的问题进行非常耐心的指导，哪怕是一个错别字或者一句表达不通顺的句子，张老师都会很认真的对待，使我慢慢的养成了细心、严谨的习惯，对于论文中存在歧义的地方，张老师也认真耐心的听取我的想法，同时也不断的传授给我学习的经验，大大提高了我的学习效率，让我在学习的过程中少走弯路，同时对我以后的工作和学习生活都有很大的帮助。在此，再次对张老师表达诚挚的谢意。其次我还要感谢实验室的学长以及我的同伴同学，我们在讨论中进步，彼此借鉴对方更好的实验方法和论文写作技巧，感谢舍友郭超，王腾飞和桂彬，

4、他们给我了许多美好的回忆，让我能有一个快乐和谐的学习和生活环境。感谢父母无私的奉献和背后默默的支持，感谢我的姐姐对我不断的鞭策与鼓励。最后，感谢各位评审专家，感谢各位参加论文答辩的老师，感激大家的辛勤工作。摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）是由时空上独立的低耗能传感器组件所组成，它们能够准确感知温度、湿度以及压力等各种物理和环境指标，并且通过对收集到的指标数据进行研究、分析进而实现信息获取，因此被广泛应用于战场监视、环境和动物监控，交通疏导以及智能家居等各种生产生活领域。WSN是自组织网络，自身节点资

5、源十分有限，并且在能量、计算以及信息储存能力等方面上都有限制。WSN数据隐私保护技术受到越来越多的重视，从功能上讲，现有的数据处理算法大多仅支持某几种或一种数据操作，本文主要研究如何在数据处理过程中能够更好的将隐私保护和能量消耗进行平衡。主要创新点如下：1、由于资源限制，低能耗的隐私保护数据聚集算法是WSN研究中的一个关键问题。为了能够在保证数据隐私性的前提下有效减少通信负载，本文提出了一种新的基于数据混淆的低耗能隐私保护聚集算法CESPT。CESPT通过引入正负数据对混淆数据真实来源；并通过在数据混淆阶段设置混淆因子m计算混淆数据对的产生

6、数量、混淆数据发送轮数以及混淆数据发送阙值，从而控制混淆数据的发送数量；并通过聚集阶段正负数据对抵消策略以及分片发送机制减少聚合通信量和冲突，从而能够有效地降低了数据聚集的通信负载，减少了能量消耗，在有效保护隐私的基础上提高了WSN的使用寿命。2、低能耗和高隐私性是衡量无线传感器网络中范围查询算法的重要指标，本文提出了一种兼具节能性与安全性的范围查询处理算法EPRN。该算法对数据信息查询与上传过程进行优化处理，避免了网络中全部节点均将感知信息传输至存储节点或基站，有效的达到了降低了网络传输过程通信量，延长了网络寿命的目的，运用多种隐私加密技

7、术对所收集信息与范围查询请求信息进行加工，从而保证数据信息的安全性。通过理论分析与模拟仿真验证，该算法能够更好地平衡数据信息安全性与网络节能性。关键词：无线传感器网络；数据聚集；隐私保护；低耗能；范围查询IAbstractWirelesssensornetwork(WSN)becomesmoreandmoreimportantinourdailylife.AWSNiscomposedofagreatlotoftemporallyandspatiallydistributedlow-costsensornodeswithmulti-funct

8、ions,whichcandetectphysicalandenvironmentalphenomenasuchastemperature,humidity,pressure.H