公共移動網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置隱私保護(hù)方法研究

1、    公共移動網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置隱私保護(hù)方法研究    袁浩毛穎穎摘 要： 公共移動網(wǎng)絡(luò)中用戶隱私信息的泄露成為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全隱患，因此隱私保護(hù)是網(wǎng)絡(luò)信息安全研究的重點課題之一。提出運用改進(jìn)蟻群算法保護(hù)公共移動網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置信息。利用蟻群最優(yōu)理論給出內(nèi)在路由探索方法，通過信息素局部更新控制信息素的揮發(fā)情況，使數(shù)據(jù)包在不同節(jié)點間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)蟻群理論中數(shù)據(jù)隨機(jī)傳輸?shù)奶匦?，使攻擊方無法獲取已捕獲數(shù)據(jù)包的來源節(jié)點，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)源節(jié)點位置隱私保護(hù)的目的；對于匯聚節(jié)點位置隱私問題，提出了動態(tài)路由協(xié)議理論，根據(jù)sa?drp路由協(xié)議，以不同概率向安全區(qū)域及非安全

2、區(qū)域發(fā)送數(shù)據(jù)包，且須保證以上兩個區(qū)域接收真實包等同于虛假包，并使匯聚節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)虛假包的方式保護(hù)該節(jié)點位置隱私。實驗證明，利用文中方法可以有效保護(hù)公共移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置。關(guān)鍵詞： 公共移動網(wǎng)絡(luò)； 節(jié)點位置； 隱私保護(hù)； 無線傳感網(wǎng)絡(luò)： tn711?34； tp178 ： a ： 1004?373x（2017）16?0035?03abstract： the leakage of users privacy information in public mobile network becomes a security risk of wireless sensor network， so privacy

3、 protection is one of the key issues in network information security research， and the improved ant colony algorithm is proposed to protect node location information in public mobile network. the ant colony optimization theory is used for the internal routing exploring approach. the pheromone volati

4、lization is controlled by pheromone local update， so that the packet data transmission between different nodes is realized and the attacker cannot get the source nodes of its captured data packet according to the characteristics of data transmission in random ant colony theory， so as to achieve the

5、purpose of privacy protection of the network source node location； as for the sink node location privacy problem， a dynamic routing protocol theory is proposed， with which data packets are sent to the safety and non?safety areas in different probability according to the sa?drp routing protocol. in t

6、his process， the above two areas must be ensured to receive the real package equivalent to false packets， and the false packets must be transmitted by the sink nodes to protect these nodes location privacy. the experiment results show that the proposed method can effectively protect the node locatio

7、n of public mobile network.keywords： public mobile network； node location； privacy protection； wireless sensor network0 引 言飛速發(fā)展的信息時代計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，現(xiàn)代人獲知信息的方式也越來越多，一些新技術(shù)、新理念也在不斷發(fā)展，無線傳感網(wǎng)（wsn）就是其中一項代表性技術(shù)，并已經(jīng)融入人們?nèi)粘Ｉ钪?。wsn使各種事物通過感知設(shè)備緊密地聯(lián)系在一起，然后利用網(wǎng)絡(luò)中的信息交換與信息傳輸使人們可以更客觀、深入地了解世界。對于公共移動網(wǎng)絡(luò)而言，無線傳感網(wǎng)至關(guān)重要，海量感知信息通過計算

8、機(jī)處理以及數(shù)據(jù)挖掘轉(zhuǎn)化成有價值信息，指導(dǎo)人們的生產(chǎn)和生活2?3。文獻(xiàn)4提到通過各個領(lǐng)域和wsn技術(shù)結(jié)合，開發(fā)及應(yīng)用許多新事物與新思想，并潛移默化地改變著人們的生活方式，這充分說明了其本身具有極大的開發(fā)潛質(zhì)。wsn通過頻繁的信息交換，讓人們對身邊事物了解的更加透徹5?6。文獻(xiàn)7指出通常wsn在開放的公共環(huán)境中布置較多，這也使得攻擊手更容易攻擊和破壞感知設(shè)備，若感知設(shè)備被攻擊手捕獲，然后發(fā)布惡意信息，就會威脅到整個網(wǎng)絡(luò)。此外，通過跟蹤嵌入感知設(shè)備，攻擊手能夠獲得目標(biāo)物體的準(zhǔn)確位置，使用戶個人敏感信息外泄。因此，必須結(jié)合最新理論和技術(shù)加強wsn隱私保護(hù)能力，保護(hù)wsn中隱私信息與節(jié)點安全。網(wǎng)絡(luò)信息安

9、全的重要性毋庸置疑，于是文中提出利用改進(jìn)蟻群算法使公共移動網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置隱私信息獲得保護(hù)的方法。1 公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置隱私保護(hù)endprint1.1 基于改進(jìn)蟻群算法的源節(jié)點位置保護(hù)策略在wsn中，增加網(wǎng)絡(luò)運行時間的一個重要方式就是減少能耗，通過模擬螞蟻行為使蟻群可以找出源節(jié)點和基站之間的最短路徑，然后平均分配所有節(jié)點信息素概率。螞蟻k嘗試在網(wǎng)絡(luò)中找出能量消耗最小路徑，由s節(jié)點出發(fā)，通過鄰居節(jié)點ri，最終到達(dá)d。螞蟻出發(fā)時間不限，基站節(jié)點接收傳輸數(shù)據(jù)的同時，節(jié)點選擇下一個接收者r的概率為：1.2 基于安全區(qū)域匯聚節(jié)點保護(hù)策略為了實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點位置隱私的保護(hù)，提出以安全區(qū)域動態(tài)路由理

10、論為基礎(chǔ)，利用在非安全區(qū)域和安全區(qū)域概率性發(fā)送包以及匯聚節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)虛假包方式，實現(xiàn)對節(jié)點位置隱私安全的保護(hù)。文中設(shè)定向安全區(qū)域發(fā)送包的概率為ps，產(chǎn)生虛假包概率為pf，虛假包存在時間設(shè)置為tf，以上三個變量表示路由協(xié)議自定義參數(shù)，需根據(jù)具體情況獲取合適參數(shù)值。使更多數(shù)據(jù)包靠近匯聚節(jié)點位置是多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的大體趨勢，須使各個節(jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的概率相近，通過利用sa?drp路由理論調(diào)控發(fā)包概率來實現(xiàn)調(diào)控。非安全區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點個數(shù)用nns表示，安全區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點個數(shù)用ns表示，設(shè)定=nnsns為兩個區(qū)域節(jié)點個數(shù)比值，則在非安全區(qū)域的某一節(jié)點接收數(shù)據(jù)的概率是rns=pnsnns；在安全區(qū)域里的某

11、個節(jié)點接收數(shù)據(jù)的概率是rs=psns，則上述區(qū)域概率比值是r0=rnsrs=1-psps。其與rs，rns的關(guān)系函數(shù)可以通過參數(shù)ps，pf，tf建立，即：通過上述步驟，若源節(jié)點檢測到距離匯聚節(jié)點在安全半徑內(nèi)，則以概率pf產(chǎn)生虛假包，并以概率rns發(fā)送虛假包到距離匯聚點較近的非安全區(qū)域，以此形成一個環(huán)形安全區(qū)域保護(hù)匯聚節(jié)點位置隱私信息。2 仿真實驗及結(jié)果分析為了驗證文中提出的改進(jìn)蟻群理論對公共移動網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置隱私信息保護(hù)方法是否有效，主要通過三個方面檢驗?，F(xiàn)對公共移動網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點時的網(wǎng)絡(luò)能耗進(jìn)行比較，運用文中的sa?drp路由協(xié)議理論及幻影路由理論分別對網(wǎng)絡(luò)中的匯聚節(jié)點實現(xiàn)節(jié)

12、點位置隱私保護(hù)措施，同時觀察在實現(xiàn)位置隱私保護(hù)過程中兩種方法的網(wǎng)絡(luò)能耗曲線，具體如圖1所示。在公共移動網(wǎng)絡(luò)中由于源節(jié)點不斷向匯聚節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)，勢必會對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生耗能現(xiàn)象，而傳統(tǒng)的幻影路由理論在傳輸數(shù)據(jù)不斷發(fā)包的過程中，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)阻塞，同時增加攻擊方追蹤真實數(shù)據(jù)包的可能性，不能有效地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置隱私信息。通過圖1能夠明顯看出，幻影路由協(xié)議在傳輸數(shù)據(jù)時所耗能量要明顯低于sa?drp路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)能耗，由于能耗過高會造成攻擊方從數(shù)據(jù)傳輸能量方面成功追蹤真實數(shù)據(jù)包，因此文中的sa?drp路由協(xié)議在保護(hù)節(jié)點位置隱私信息方面具有明顯優(yōu)勢。3 結(jié) 論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)給人們帶來便利的同時也存

13、在隱私信息泄露的問題，為了更好地保護(hù)信息安全，文中提出對公共移動網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點位置實現(xiàn)隱私保護(hù)，從而加強了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全使用。參考文獻(xiàn)1 王文發(fā)，富文軍，李曉英，等.無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)檢測方法的研究與仿真j.計算機(jī)仿真，2015，32（9）：323?326.2 王振飛，余利，鄭志蘊，等.基于qos調(diào)度模型的無線傳感網(wǎng)定向地理路由策略研究j.小型微型計算機(jī)系統(tǒng)，2015，36（5）：922?927.3 吉佳，溫巧燕，張華.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于分簇的數(shù)據(jù)聚合機(jī)制j.傳感器與微系統(tǒng)，2015，34（1）：17?20.4 馬曉賢，彭力.一種改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)dv?hop定位算法j.計算機(jī)工程與應(yīng)用，2015，51（21）：97?101.5 馬從國，趙德安，王建國，等.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘溶解氧智能監(jiān)控系統(tǒng)j.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，