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

1、無線傳感器網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、無線通信技術，有著廣泛的應用前景，被認為是21世紀最重要的技術之一。而由于傳感器節(jié)點自身的能量，存儲和處理能力的局限性，無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)匯聚技術引起了人們的極大關注。 數(shù)據(jù)匯聚技術是將多份數(shù)據(jù)或信息進行處理，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)絡的各類需求。但由于無線傳感器網(wǎng)

2、絡面臨的惡劣環(huán)境以及傳感器節(jié)點本身的脆弱性，使得網(wǎng)絡內(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)絡中數(shù)據(jù)匯聚技術展開討論，主要致力于數(shù)據(jù)匯聚技術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)絡的背景下，結合數(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)議進行了詳細的整理、分類、分析和總結。

3、 其次，本文在對安全數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議深入研究的基礎上，基于一個公鑰加密體制，提出了一個語義安全的、實現(xiàn)代數(shù)混合運算同態(tài)匯聚的、適用于無線傳感器網(wǎng)絡、公鑰的安全數(shù)據(jù)匯聚方案。在無線傳感器網(wǎng)絡中，同態(tài)匯聚是目前為止保護數(shù)據(jù)機密性最有利的一個選擇。為了能使無線傳感器網(wǎng)絡更好的滿足用戶的各類需求，若能設計一個公鑰的又能實現(xiàn)混合運算的同態(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果，就能更大限度的滿足用戶對于無線傳感器網(wǎng)絡數(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之上，經(jīng)過進一步分析提出一個前向安全的，實現(xiàn)混合運算同態(tài)匯聚的安全方案。為了保護節(jié)點泄露信息之前的秘密，特別是像傳感器節(jié)點