解析無線傳感器網絡數據隱私保護技術

唐秀奎 劉國軍

【摘要】 本文將對無線傳感器網絡數據隱私保護進行分析，并在此基礎上探索無線傳感器網絡數據隱私保護技術的現狀與發展。

【關鍵詞】 無線傳感器 網絡數據 隱私保護

物聯網的重要組成部分之一就是無線傳感器網絡，當前廣泛應用于國防軍事、智能家居、醫療衛生、環境監測等領域。在傳感器網絡應用的發展過程中，隱私數據被泄露、篡改、威脅的問題屢見不鮮。以醫療領域為例，在分析進行患者血壓、心率等重要數據的過程中，便攜式無線傳感器中的數據很可能出現安全問題。

一、無線傳感器網絡數據隱私保護概述

以數據為中心、多跳、自組織、分布式、資源受限是無線傳感器網絡的重要特點，其通常在不容易控制、無人值守的復雜環境中布置，當前無線傳感器網絡數據隱私保護中存在以下問題：首先，難以控制部署環境。野外等無人值守的環境是傳感器網絡的主要布置環境，通過鏈路層竊聽獲取敏感信息、俘獲控制或偽造傳感器節點等成為攻擊者獲取隱私數據的重要途徑。其次，資源受限。傳感器網絡的重要特征之一就是資源受限，傳感器網絡的使用時間會受到能量消耗的影響，這種情況下傳感器網絡通常無法直接適用傳統網絡中數據挖掘或數據發布中的隱私保護技術[1]。

二、無線傳感器網絡數據隱私保護技術現狀與發展

2.1復雜查詢中隱私保護技術

傳感器網絡的主要服務是數據查詢，因此傳感器網絡復雜查詢中隱私保護技術對整個網絡數據隱私保護實現具有重要意義。針對數據聚集和范圍查詢中隱私保護問題是當前研究的主要方向，而SKYLINE查詢、KNN查詢等中的隱私保護機制當前缺少必要的研究，同時近似查詢、精確查詢、連續查詢、快照查詢等方式往往具有不同的特征和流程，這導致了不同的實現流程特征，進而產生不同的隱私泄露內容和環節。所以應當有效整合不同的查詢類型和方式中隱私保護技術，進而有效提升隱私數據保護水平[2]。

2.2時空相關性數據隱私保護技術

醫療、環境等領域的檢測是傳感器網絡的主要應用范圍，具有時空相關性是集得數據的重要特點。為了達到減少通信量和時間延遲的目的，當前雖然感知數據時空相關性設計算法已經在傳感器網絡數據管理方面獲得應用，但是利用時空相關性優化聚集和查詢協議性能并針對時空相關性進行數據隱私保護還沒有實現。在概率圖、時間序列模型等現代管理推斷科技的發展過程中，更多的攻擊者選擇通過感知數據時空相關性進行推斷攻擊，這嚴重的威脅著網絡的安全。

2.3新型網絡中數據因素保護技術

在傳感器網絡技術的發展過程中，車載傳感網、多基站傳感網等新型網絡不斷產生。其中聚集查詢、路由查詢、數據存儲等數據管理模式在新型網絡中變化較大，新的隱私保護和隱私泄露渠道隨之產生，新的攻擊方式被攻擊者利用于攻擊網絡。攻擊者經常在多基站傳感中偽裝或俘獲基站，而當前基站可能是很多大多數網絡數據傳輸的基礎，而多基站傳感網擁有用戶類型也大幅增加，保護查詢模式和用戶身份等信息的任務將變得更加嚴峻。當前傳感器網絡中用戶隱私保護技術還處于發展初期，不僅要改變車載傳感網中數據管理模式，還應當強化查詢的實時性。

2.4隱私保護技術和傳感網絡技術進一步整合

多學科的交叉和結合是傳感器網絡數據隱私保護技術發展的重要基礎，傳感器網絡數據管理和隱私保護是其主要功能。當前數據挖掘和數據發布是面向數據的隱私保護技術的主要內容，傳感器網絡數據隱私保護技術據此獲得了有效地提升。但是資源受限分布式自組織多跳網絡是當前傳感器網絡的本質，傳感器網絡往往無法無法直接適用這些技術。所以應當通過進一步結合隱私保護技術和傳感器網絡技術，從傳感器網絡特點出發，通過優化數據管理更多環節促進性能良好的隱私保護協議設立[3]。

2.5優化平衡時間延遲、能量消耗、結果精確度、隱私保護度

傳感器網絡重要的特征之一就是資源受限，傳感器網絡的壽命很大程度上取決于能量消耗量。通信量和計算量大是隱私保護算法的重要特點，隱私保護度在傳感器網絡數據隱私保護協議優化目標為保證結果精確度情況下能夠獲得提升，與此同時能量消耗和時間延遲也大幅減少。然而這四項之間存在的深刻的內在聯系，應當進行相應的優化平衡措施，然而當前的優化平衡策略與傳感器網絡的應用需求相去甚遠，需要繼續完善。

三、結語

無線傳感器網絡當前在我國還存于發展初期，相應的網絡數據保護技術還有待完善，實踐當中相關行業人員應當充分重視無線傳感器網絡數據隱私保護的重要性，通過提升無線傳感器網絡數據的安全性促進無線傳感器網絡的健康發展。本文分析了當前無線傳感器網絡數據隱私保護技術的現狀和發展，但本文仍存在局限性，希望行業人員能夠加強重視，不斷提升無線傳感器網絡數據保護的水平。

參 考 文 獻

[1]范永健，陳紅，張曉瑩.無線傳感器網絡數據隱私保護技術[J].計算機學報，2012，（07）：1131-1146.

[2]李靜，劉洋.無線傳感器網絡數據隱私保護技術研究[J].信息系統工程，2015，（09）：60.

[3]宋建華，稅光澤.無線傳感器網絡的數據安全與隱私保護[J].微型機與應用，2013，（09）：4-6.