摘要：随着无线传感器网络技术的广泛应用，数据和源节点位置隐私问题也越来越受到关注。这对于无线传感器网络的可靠和安全操作至关重要。本文阐述了基于随机路由策略、幻象路由策略、仿源节点策略等源节点位置隐私保护方案的基本思路和研究现状。本文总结了当前无线传感器网络源节点隐私保护存在的问题，并讨论了未来研究改进的方向。
关键词：无线传感器网络；源位置隐私；幻象路由；随机路由
引言
无线传感器网络（WSN）是一个综合的网络信息系统，具有信息获取，处理和传输功能。能够实时获取目标信息，并实现信息的交互，其在设备设施监控、环境监测、健康护理、智能建筑等多个领域具有非常广阔的应用前景。无线传感器网络由于其无线通信方法和有限的资源而易受各种安全威胁的攻击。
一、无线传感器网络的应用
如图，无线传感器网络可用于国防安全、环境监控、交通物流、健康、家居等领域，具有非常广阔的应用前景和发展潜力。在实际应用中，由于外部安装环境，无线传感器网络通常处于无人看管的恶劣环境中。电磁环境，拓扑约束等因素使其面临各种潜在的安全威胁和攻击破坏。在无线传感器网络结构中，分散在监控环境中的源节点负责收集数据，然后以多跳方式沿路由路径将数据传输到汇聚节点。攻击者可以沿着由该过程形成的传输路径从汇聚节点回溯到源节点。自2004年以来，Ozturk提出了无线传感器网络节点位置的隐私保护，无线传感器源节点的隐私保护问题一直受到国内外学者的重视。在基于随机路由策略、幻象路由策略、仿源节点策略等方面提出了许多可行的方案。
二、无线传感器网络攻击模型
根据无线传感器网络的特点，为了便于讨论，对无线传感器网络位置隐私保护中的传感器和网络拓扑的布置进行了以下假设。
（1）传感器节点足够大并且在网络中均匀分布，假设每个区域中的节点密度相同。两个节点彼此相邻以指示它们之间的直接通信，并且非相邻节点之间的通信可以通过中间节点转发并以多跳方式完成。传感器网络隐私技术有两种主要类型：网站隐私和隐私。数据保护使用节点敏感数据信息作为保护目标：攻击者通过控制与传感器相关的节点的检测并监听连接层来操纵和窃取隐私。它们主要使用加密，匿名，重组和抗干扰技术。完成隐私和数据聚合以确保私人信息的安全性。数据聚合技术主要涉及数据保护中聚焦节点被盗的问题。
（2）网络中只有一个基站，并且有多个聚合节点。也就是说，源节点可以直接收集信息并收集数据，数据包通过汇聚节点从源节点发送到基站。基站具有强大的通信和计算存储能力。人们日益增长的生活需求和硬件技术的不断发展促进了新传感器网络的发展。目前，学术界的研究重点是室内定位多基站网络，参与传感器网络和车辆传感器网络。网站的隐私保护仍然是新网络中的一个重要问题。
（3）除基站外的所有节点都是相同的，即每个节点具有相同且有限的功耗，初始能量，计算能力，存储容量和通信能力，并且节点可以相互替换。利用各种传感器网络攻击类型，数据位置中继，通信静默，网络匿名和错误源用于保护源节点中的位置信息。由于在网络架构，通信模式，应用目标等方面不同的传感器网络和新网络，各个站点的隐私技术是不同的和相关的。
（4）假设基站和每个节点的位置完全随机，并且可以改变网络中的位置，则可以改变网络拓扑。可以随时添加新节点，并且可以剔除故障节点。拓扑结构模型如下图:
三、基于随机路由策略的源节点位置隐私保护
根据策略的原理，无线网络中的随机选择是在每个发送的路由分组中进行的，并不是每个发送都是直接从源节点到分发节点的。在简单的随机过程、路由选择中，所有节点一致地选择为下一跳的邻居，该节点为下一跳的邻居的概率。即使当前一轮邻居在传输数据时包节点包，邻居则能形成包循环。这削弱了针对数据包的攻击的性能，并且在接收和发送中的一些节点导致节点的重复消耗，导致节点的电池寿命，分组在到达伪结之后首先随机游走，然后在第二阶段CPES通过洪泛或选择最短路径的伪节点到基站。从跳到另一个节点的包中，在基站，跳数多于另一组，节点随机选择一个集合的随机选择和节点集合作为下一跳。根据确定下一个随机过程的自适应算法，将四个方向上相邻的节点划分为四个层次。在该方法的基础上进行随机游走。
利用局部流量分析行为对跳、逆攻击、专家随机角度和传输概率的情况进行分析，保护源路由协议的私密性。该协议分为两个阶段，即实际信源的角度和距离，以及虚拟节点到基站路由阶段的概率。来自视觉节点的协议能够在真实源节点中均匀传输，大大降低了路径生成的概率增加，跳转反向攻击困难。为了保证对源位置隐私的有效保护，提出了新的截止路由策略。从源节点到汇聚路径是动态的产生和分布，并且每个策略路由的时间都小于攻击者可以跟随的虚拟节点。攻击者很难找到虚拟节点，更难跟踪源节点所在的真实源节点。
在一个角度的基础上是位置隐私协议。区域划分和随机角度错觉源“用于选择节点的体模，可见区域从丢失的区域选择字段，以避免节点的位置。还可以大大减少错结和站路。为了更好地保护源位置的隐私，针对这种情况提出了新的保护源，私有化错觉源可以选择并且离真实源不远的位置和方向信息，进行不重复。在控制错觉选择源的能力方面，更均匀地分布了幻象源，改善了对隐私保护的状况，对源属性进行了保护。提出了隐私保护的三阶段随机策略态势，包括随机、角跳路由和最短路径三个阶段。
四、结语
（1）无线传感器网络的源节点位置隐私保护策略与其有限节点能量之间存在矛盾。无线传感器网络中的源节点能量有限，其计算能力也有限，这些因素对一些较为复杂的隐私保护方法应用产生了制约，因此，如何找到一种平衡的方法达到功耗和隐私保护相平衡的目标，需要进一步的研究和分析；
（2）建立无线传感器网络源节点位置的隐私评估标准。无线传感器网络源节点的位置隐私研究目前处于理论成熟阶段。通过统一的标准可以从距离、安全时间等多个方面对源节点位置隐私的安全程度进行评判；
（3）对于层出不穷的源位置隐私攻击获取手段的预防。随着无线传感器网络技术的发展，源节点隐私的攻击获取方法将更加复杂和复杂。
参考文献：
[1]房卫东,李凤荣,单联海,何为,王营冠.无线传感器网络匿名通信技术研究进展[J].北京邮电大学学报,2017,40(01):1-17+27.
[2]彭煜焜.浅谈无线传感器网络中的数据隐私保护技术[J].科技展望,2016,26(13):143.
论文作者:李世杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
标签：节点论文; 传感器论文; 网络论文; 位置论文; 路由论文; 隐私论文; 隐私保护论文; 《电力设备》2018年第25期论文;