无线传感器网络安全数据融合机制及算法的研究

In the wireless sensor networks, data fusion technology can remove the redundant information and reduce the communication data. Meanwhile, it can decrease the energy consumption of data transmission and improve the accuracy and utilization of the data we collected. On the one hand, this project will go deeply into the data fusion algorithm with high accuracy and low latency. Moreover, the project will improve the sensor data-detection model and handle the redundant and fake information in the process of data fusion by fuzzy clustering analysis. On the other hand, we will also research the security problems of data fusion in the wireless sensor networks, which include the sensor nodes security management based on the node trust levels, confirming the data integrity by the verification code, guaranteeing the data confidentiality in the process of transmission by homomorphic encryption technology, achieving the privacy protection by the data segmentation technology that is based on the differences.This project can make contribute to realizing the high level security of data fusion by synthetically using the algorithms and technologies mentioned above to improve the data transmission security and improving the trust management model.

无线传感器网络中的数据融合技术能够去除数据中包含的冗余信息，降低通信传输的数据量，减少数据传输过程中的能量消耗，同时提高收集到的信息的准确度和数据利用率，是目前无线传感器网络研究的热点问题之一。本项目将深入研究高精准度、低延迟的数据融合技术，改进传感器节点的数据检测模型，并通过模糊聚类分析对数据融合过程中的冗余、虚假信息进行辨别和特殊处理，以提高数据融合的精准度。同时，针对无线传感器网络中的数据融合安全技术进行研究，包括基于节点信任程度的传感器节点自身安全管理，利用消息认证码机制验证数据完整性，采用同态加密技术保证通信传输中的数据机密性，通过差异性数据分割技术实现数据隐私保护等方面。综合利用上述相关算法和技术全面增强数据通信安全及信息安全，改进传感器节点信任管理模型，从而实现高度安全的无线传感器网络数据融合。

无线传感器网络(WSN)数据融合技术能够去除数据冗余信息，减少数据传输量进而降低能量消耗，提高信息准确度和数据利用率，具有重要的研究意义。本项目主要对WSN中的数据融合技术和安全保障技术进行了研究，完成了所有预期目标，并取得了大量的研究成果。..在数据融合技术方面，主要研究了基于WSN的目标追踪、目标检测、目标识别、路由管理、数据查询等应用中的数据融合算法。主要代表性成果有：提出了基于GG(Gabriel Graph)平面图复杂场景下目标跟踪算法，提升了节点分布不均匀、覆盖空洞、存在较大障碍物等复杂环境下目标追踪连续性和精确度，并降低了耗能；提出了可靠度-概率二元决策融合规则，同时考虑了节点的决策可靠度和检测性能，具备明确表达式，且传输数据量低，检测性能接近数据级融合规则；提出了基于证据理论的可靠度-概率决策融合算法，结合偶然不确定性和认知不确定性的可靠度-概率融合算法，使用证据理论进行建模，同样推导出了明确的融合规则，同样具备高精度和低耗能的优点；提出了基于定向游走模型的top-k数据查询方案，该方案通过多令牌独立游走机制，能够快速找出极值，并且交由汇聚节点进行融合。..在安全和隐私保护技术方面，主要研究了基于同态加密算法、信誉管理机制、节点认证、隐私保护的安全数据聚合和数据发布算法。主要代表性成果有：提出了基于二次剩余定理的密钥协商和认证协议的安全数据聚集算法，利用询问-应答机制和认证器完成了节点之间的安全认证；改进了基于Beta信誉系统的信誉度更新算法和基于信誉度的数据融合方案，提升了融合结果的可靠性和精确度；提出了数值型敏感属性和非数值型敏感属性微聚集隐私数据发布算法，具有计算复杂度低、信息损失度小和泄密风险低的优点；提出了基于区域层簇式管理和同态加密的安全数据聚合算法，实现了区域之间的数据基于不同密钥的同态加密和数据聚合，能有效地抵抗中间人、数据注入、节点俘获及伪装等多种攻击。