无线传感器网络的数据安全与隐私保护的探讨

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摘 要：本文主要针对无线传感器网络中的数据安全和隐私保护的相关知识点，结合无线传感器网络在数据采集、数据传输、数据融合以及数据查询中面临的威胁，分析和探讨无线传感器网络的数据安全与隐私保护技术，并给予广大的技术人员研究无线传感器网络安全性能上的一些帮助和参考。

关键词：传感器；无线传感器网络；数据安全；隐私保护；分析和探究

新时期下， 随着科学技术的日新月异，无线传感器网络在军事、医疗和工业等各个领域的发展越来越受到人们的关注和重视。无线传感器网络，主要是通过分布在各区域的终端节点，进行实时的通信和数据采集，从而形成一个具有多跳、自组织功能的网络系统。就当前无线传感器网络的应用发展来看，随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络作为其重要的组成部分，其数据安全和隐私保护问题也成为了业界讨论最为激烈的热点话题。因此，本文通过无线传感器网络的数据隐私的保护角度出发，分析无线传感器数据及隐私面临的安全问题。

一、现阶段无线传感器网络面临的数据安全及隐私保护的威胁

1.数据采集中面临的威胁

无线传感器的终端节点，通常是在开放环境下进行数据采集作业的。由于这种情况，很容易促使攻击者仿冒终端节点连接入网络，对网络实行入侵攻击，或是泄露网络重要数据信息。导致终端节点采集的数据失真、丢失或不正确传输等。

2.数据传输中面临的威胁

在数据传输方面，对无线传感器网络数据及隐私造成威胁的，主要是监听和窃听、通信流量分析等两个方面。监听和窃听，通过监听窃听数据及隐私，实行攻击手段，尤其是在军事方面，通过窃听技术来获取通信流量中的隐私数据，危害更为严重。通信流量分析，通过分析节点与相邻节点传输数据包数目是否增加，了解到特定传感器是否合法，并起到识别特殊行为节点的作用，造成隐私泄露。

3.数据融合中面临的威胁

终端节点的工作模式，是一种将现场采集到的数据信息传输到网络，由数据融合筛选出其中的冗余或没有价值的数据，并将结果发送给终端用户的方式。在减轻网络负载和延长整个网络的生命周期上，具有非常重要的作用。不过，当聚集节点被攻击者俘获时，会造成感知数据的严重泄露。

4.数据查询中面临的威胁

无线传感器网络在数据查询过程中面临的潜在威胁，主要是当高资源节点被俘获时，由于其具有数据收集和查询功能，致使攻击者能够查询网络内部感知数据。在解决这方面威胁上，应该禁止高资源点获取及查询感知数据，只执行普通的查询操作。

二、无线传感器网络数据安全及隐私保护的技术及研究模型

1.无线传感器网络数据安全及隐私保护的技术

（1）盲签名技术――DP2AC算法技术。结合WSN的数据访问控制相关内容，通过实行盲签名技术，提供访问数据进行加密，并通过令牌进行网络信息的交换，能够保证在原始数据的基础上，获得用于数据访问的隐私驱动型控制算法，即DP2AC算法。当无线传感器网络的拥有者，或是终端节点无法获知访问用户身份信息时，DP2AC算法能够执行访问控制功能，确保网络合法用户的通信数据及隐私安全。

（2）CPDA算法技术。CPDA算法，是在簇的基础上提出来的，具有保护数据融合隐私功能的新算法。通过CPDA算法的应用，在原始数据中融入由于相邻节点协调信息获取而产生的随机噪音，能够起到精确数据结果的作用，确保传输数据的正确表达。

（3）SMART算法技术。在数据切片的基础上，SMART数据隐私保护算法的应用，主要是将获取到的数据分隔成若干个片段再进行传输，当数据片段被攻击者俘获时，由于攻击者获取的仅仅是整个数据的片段，致使攻击者无法获取其中的感知数据和用户隐私，保障了网络的数据及隐私安全。

（4）其他算法技术。除了上述三种保护隐私数据的算法技术之外，还有ESPART算法技术、KIPDA算法技术、CDA系列算法技术、RCDA算法技术以及聚集SUM、MIN、MAX、MEDIAN数据的算法技术等几种网络数据隐私保护技术，在密码技术、密钥管理、安全路由和数据融合等各个方面均有所发展。不过受终端节点的能力限制，要求这些隐私保护技术要进一步提高对降低能耗问题的考虑。

2.无线传感器网络数据安全及隐私保护的研究模型

（1）攻击模型。主要有外部攻击和内部攻击两种模型。外部攻击模式是指在进行无线通信时，攻击者通过窃听链路层节点的感知数据的攻击方式。面对这种攻击，可以采用数据加密和数据扰动等技术，而内部攻击模式，则是攻击者采用仿造终端节点，俘获隐私数据，包括窃取信息攻击和篡改信息攻击。通常内部攻击都具备解密能力，能够致使单独应用逐跳加密方式失效，同时，又造成了数据查询的困难。因此，在对攻击模型进行研究时，当前主要将研究重点放在窃取信息攻击上。

该模型的研究，适用于军事应用领域等需要信息高度保密的场所中。

（2）网络模型。针对此模型的研究，目前的研究范围放在对网络模型中的传感器网络和两层传感器网络的讨论上，通过在高资源节点之间建立长距离、高速率通信的方式，形成多跳的上层网络，并将基站与部分高资源节点实行无线连接，从而提高网络数据隐私的保护能力。

该模型的研究，主要应用机长距离定位传感器系统、航天器与外形体传感器节点的数据通信方面。

通过对无线传感器网络的数据及隐私保护中存在的威胁，以及解决威胁的技术和模型进行探讨，能够帮助提高网络的数据及隐私安全，并帮助无线传感器网络的应用及发展。

参考文献：

[1]宋建华.税光泽.无线传感器网络的数据安全与隐私保护[J] .微型机与应用.2013.03.（03）

[2]孙喜策.商用驱动的无线传感器网络分布式隐私保护技术研究[D].浙江大学.2010.01.（01）