無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、無線通信技術(shù)，有著廣泛的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。而由于傳感器節(jié)點(diǎn)自身的能量，存儲和處理能力的局限性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)引起了人們的極大關(guān)注。 數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)是將多份數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，組合出更有效、更符合用戶需求的數(shù)據(jù)的過程，減少傳輸過程的數(shù)據(jù)量，從而為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量節(jié)約發(fā)揮重大作用，極大的滿足了用戶對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各類需求。但由于無線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)面臨的惡劣環(huán)境以及傳感器節(jié)點(diǎn)本身的脆弱性，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚面臨安全問題的挑戰(zhàn)。本文從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)展開討論，主要致力于數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)的安全性問題的研究，通過對安全數(shù)據(jù)匯聚方案協(xié)議的分析和研究，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求，提出新的安全數(shù)據(jù)匯聚方案協(xié)議。 首先，本文在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的背景下，結(jié)合數(shù)據(jù)匯聚的重大意義，系統(tǒng)的提出了數(shù)據(jù)匯聚的安全問題，并對目前已有的安全數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的整理、分類、分析和總結(jié)。

3、 其次，本文在對安全數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議深入研究的基礎(chǔ)上，基于一個公鑰加密體制，提出了一個語義安全的、實(shí)現(xiàn)代數(shù)混合運(yùn)算同態(tài)匯聚的、適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、公鑰的安全數(shù)據(jù)匯聚方案。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，同態(tài)匯聚是目前為止保護(hù)數(shù)據(jù)機(jī)密性最有利的一個選擇。為了能使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更好的滿足用戶的各類需求，若能設(shè)計一個公鑰的又能實(shí)現(xiàn)混合運(yùn)算的同態(tài)加密體制，則能夠盡可能多的利用混合同態(tài)加密，安全的計算多種匯聚結(jié)果，就能更大限度的滿足用戶對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)

4、測的要求。本文的研究正是基于這種需求。本文的方案可以對用戶的任何多項式數(shù)據(jù)的請求，經(jīng)由本文方案得出匯聚結(jié)果。此外，本文將該方案與同類的一些數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議進(jìn)行比較得出：該方案是至今為止少數(shù)幾個能夠?qū)崿F(xiàn)加法和乘法的代數(shù)混合同態(tài)且適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的、基于公鑰的、安全的數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議之一。 再次，本文在提出方案的基礎(chǔ)之上，經(jīng)過進(jìn)一步分析提出一個前向安全的，實(shí)現(xiàn)混合運(yùn)算同態(tài)匯聚的安全方案。為了保護(hù)節(jié)點(diǎn)泄露信息之前的秘密，特別是像傳感器節(jié)點(diǎn)