商用驅(qū)動(dòng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式隱私保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著普適計(jì)算技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸魯棒性的不斷提升，以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、可移動(dòng)Mesh網(wǎng)絡(luò)、車(chē)載Ad—Hoc網(wǎng)絡(luò)為代表的移動(dòng)信息動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，正由原型系統(tǒng)測(cè)試階段步入商用實(shí)際系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段。作為網(wǎng)絡(luò)安全研究的高級(jí)階段，隱私保護(hù)問(wèn)題已浮出水面并正在成為國(guó)際學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的隱私安全保護(hù)問(wèn)題，從最新成果綜述、商業(yè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、典型攻擊識(shí)別、抵御機(jī)制提出、分布式算法設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果驗(yàn)證等研究層面，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量與安全保護(hù)

2、質(zhì)量的雙重視角，給出完整的面向分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的隱私安全保護(hù)方案。本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　 1)作為正在興起的前沿科研問(wèn)題，缺乏針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私安全保護(hù)技術(shù)和應(yīng)用方案的最新研究成果綜述，本文對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)，給出融合面向數(shù)據(jù)內(nèi)容隱私攻擊和面向數(shù)據(jù)傳輸方式隱私攻擊的4類(lèi)分級(jí)方案，并根據(jù)近4年內(nèi)ACM/IEEE所轄計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議與國(guó)際期刊發(fā)表的論文和技術(shù)報(bào)告，給出最新研究成果綜述；
　　 2)以最具商業(yè)開(kāi)發(fā)

3、價(jià)值的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)為應(yīng)用背景，對(duì)香港H醫(yī)院進(jìn)行實(shí)地調(diào)研并發(fā)現(xiàn)潛在的隱私保護(hù)問(wèn)題，從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分布式特點(diǎn)出發(fā)，本文首次提出基于k—匿名隱私保護(hù)的多工均勻攻擊(Multiplex uniform Attack)問(wèn)題，并給出具體攻擊場(chǎng)景、攻擊模型及數(shù)學(xué)表達(dá)式；
　　 3)針對(duì)上述分布式隱私安全問(wèn)題，本文創(chuàng)新性的提出k—匿名轉(zhuǎn)移混合方法(k—Anonymity Transfer Mix)，該方法通過(guò)4類(lèi)

4、不同代價(jià)函數(shù)的仿真模擬測(cè)試，能夠有效抵御針對(duì)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所遭受的多工均勻攻擊；此外，本文給出具體的數(shù)學(xué)分析過(guò)程，證明所提方法嚴(yán)格遵循隱私安全Kerckhoff準(zhǔn)則并提供可量化的隱私保護(hù)質(zhì)量；
　　 4)本文將上述理論方法轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行算法，設(shè)計(jì)3個(gè)完整的面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)k—匿名問(wèn)題的分布式隱私保護(hù)算法，即確定型k—匿名轉(zhuǎn)移混合算法(算法3)、適應(yīng)型k—匿名轉(zhuǎn)移混合算法(算法4)、輕量型k—匿名轉(zhuǎn)移混合算法(算法5)，分

5、別針對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中不同數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)與服務(wù)質(zhì)量要求；其中，每個(gè)算法均包括3個(gè)獨(dú)立運(yùn)行階段：邏輯環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏蓟A段(算法1)、可信邏輯令牌生成與維護(hù)階段(算法2)和針對(duì)不同數(shù)據(jù)對(duì)象特征的隱私保護(hù)操作階段；
　　 5)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量與安全保護(hù)質(zhì)量的性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，從算法魯棒性、數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷、數(shù)據(jù)響應(yīng)實(shí)時(shí)性等3個(gè)指標(biāo)大類(lèi)和數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、令牌容量、數(shù)據(jù)可容忍延遲、成功處理數(shù)據(jù)比率、平均令牌容量、平均數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間等6個(gè)獨(dú)立仿真參數(shù)