【摘要】：伴隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的進(jìn)步,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的安全范圍查詢技術(shù)受到了各個領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。因為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的一些特征和限制條件,想要提出一種安全高效的范圍查詢協(xié)議面臨著許多挑戰(zhàn)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,范圍查詢是最常見的一種查詢操作,主要是向網(wǎng)絡(luò)查詢處在某個范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。許多場景都會應(yīng)用到范圍查詢,但其中還存在著一些安全問題。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中范圍查詢所面臨的問題,通過查閱大量的文獻(xiàn)和分析現(xiàn)有安全范圍查詢協(xié)議,研究出了一種新型的數(shù)據(jù)隱私性和完整性驗證的安全范圍查詢協(xié)議YQuery。本文主要進(jìn)行了以下一些研究工作:針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中感知數(shù)據(jù)的隱私性保護(hù),YQuery協(xié)議提出了 SEM加密協(xié)議。該加密協(xié)議主要是使用流加密技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)和范圍查詢請求進(jìn)行加密,數(shù)據(jù)的查詢操作可以以密文的形式進(jìn)行。SEM加密協(xié)議能夠很好地保護(hù)感知數(shù)據(jù)和查詢請求的隱私性。針對查詢結(jié)果的完整性驗證,YQuery提出了 S2L和S2D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。S2L數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是將一個序列號與感知數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作得到Tag,然后將Tag與感知數(shù)據(jù)進(jìn)行連接操作得到S2L數(shù)據(jù)。S2D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是在S2L的基礎(chǔ)上將感知數(shù)據(jù)和其所在的維度進(jìn)行異或操作。利用S2L和S2D結(jié)構(gòu)可以有效地對判斷查詢結(jié)果是否完整。最后,通過仿真實驗對YQuery的性能進(jìn)行評估,結(jié)果表明YQuery協(xié)議與現(xiàn)有的部分協(xié)議相比具有更加好的能耗性能。
【圖文】：

２．１無線傳感網(wǎng)絡(luò)概述逡逑２．邋１．１單層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逡逑單層ＷＳＮｓ是常見的ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)，如圖２．１所示。該結(jié)構(gòu)主要包含感知節(jié)點逡逑（Ｓｅｎｓｏｒ邋Ｎｏｄｅ）、匯聚節(jié)點（Ｓｉｎｋ邋Ｎｏｄｅ）和基站。感知節(jié)點將其所懫集到的感知逡逑數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，以其他感知節(jié)點為“橋梁”逐跳地將處理過的感知數(shù)據(jù)傳送到逡逑匯聚節(jié)點。感知數(shù)據(jù)上傳到Ｓｉｎｋ后，，再由Ｓｉｎｋ將這些感知數(shù)據(jù)發(fā)送給基站。實逡逑際上，基站是實現(xiàn)用戶和ＷＳＮｓ交互的接口。用戶可以通過基站來管理、調(diào)整逡逑ＷＳＮｓ，同時也可以實現(xiàn)對ＷＳＮｓ請求查詢服務(wù)。ＷＳＮｓ最終通過基站將相關(guān)的逡逑感知數(shù)據(jù)返回給用戶。逡逑一＇＾＼逡逑匯聚節(jié)點逡逑／邋＾邋＼逡逑感知節(jié)點邐—逡逑ＶＡ邐感知節(jié)點＾邐基站逡逑圖２．邋１傳統(tǒng)單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)圖逡逑單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)中的感知節(jié)點主要有兩個功能。第一，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，感知逡逑節(jié)點需要采集和處理相關(guān)感知數(shù)據(jù)。第二，感知節(jié)點還需要充當(dāng)“橋梁”轉(zhuǎn)發(fā)其逡逑他節(jié)點的數(shù)據(jù)。單層ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)中的各個感知節(jié)點的計算能力和存儲空間等性能逡逑基本相同，由此也將會遇到以下兩個問題。第一，感知節(jié)點通過“橋梁”來轉(zhuǎn)發(fā)逡逑數(shù)據(jù)將消耗掉很多感知節(jié)點的能量。第二

統(tǒng)的ＷＳＮｓ中包含各種硬件，用戶在選擇合適的硬件來設(shè)計ＷＳＮｓ時需要考慮到逡逑—些因素，如電源、成本和數(shù)據(jù)存儲等。其中感知節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，逡逑接下來本文將描述感知節(jié)點的典型結(jié)構(gòu)Ｈ，如圖２．２所示：逡逑存儲器｜邐邐逡逑ａ邐傳感器板逡逑圖２．邋２感知節(jié)點典型結(jié)構(gòu)逡逑感知節(jié)點主要由五個模塊組成：處理單元、傳感器板、存儲器、收發(fā)器和能逡逑量供應(yīng)模塊。其中，處理單元的作用是控制和調(diào)節(jié)感知節(jié)點。通常它可以從傳感逡逑器板讀取數(shù)據(jù)，執(zhí)行應(yīng)用程序，啟動和結(jié)束通信協(xié)議。傳感器板主要作用是采集逡逑數(shù)據(jù)。存儲器主要被用來存儲相關(guān)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，通常與處理單元相連接。收逡逑發(fā)器的作用主要是負(fù)責(zé)發(fā)射和接收無線電信號。能量供應(yīng)模塊主要是為節(jié)點中的逡逑一起模塊提供必要的能源，其一定程度上決定著整個感知節(jié)點的生命周期。逡逑通常情況下，ＷＳＮｓ的部署需要大批價格低廉，體積小，功能多的感知節(jié)點。逡逑但是，感知節(jié)點在部署應(yīng)用時存在以下幾方面的局限性。逡逑（１）有限的電源能量逡逑感知節(jié)點一般是由電池來提供能源，有限的能源供應(yīng)是ＷＳＮｓ的最主要的限逡逑制之一
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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2 黃小莉;武傳坤;;對一種新的序列密碼結(jié)構(gòu)的密碼分析(英文)[J];軟件學(xué)報;2008年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 黃海平;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理和廣播認(rèn)證協(xié)議的研究[D];蘇州大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2615511