传感器网络中具有隐私保护能力的数据融合及查询技术研究

With the development of sensor networks technology, privacy preservation has become a hot issue. Data aggregation and query is one of the important means in sensor networks monitoring and data analysis. Secure multi-party computation is an important reference to achieving privacy preservation of data aggregation and query. However, there is almost no secure multi-party computation for sensor networks, resulting in the less efficient solve of the problem of privacy preservation data aggregation and query. Based on this, the project first studies protocols of secret comparison, secure sum, oblivious transfer and so on used in sensor networks, and then on the basis of which, the method of privacy preservation data aggregation and query is studied. To improve the network lifetime, the project researches optimization method for data aggregation using secure channel. To save energy, we use an infrastructure-free and itinerary/circular-based method to achieve privacy preservation of data aggregation and query. To efficiently solve the problem of privacy preservation, the project researches privacy preservation continuous data aggregation. In sum, the findings of the project will provide a theoretical basis and technical support for the development and application of sensor networks in security data aggregation and query field.

随着传感器网络技术的发展，隐私保护逐渐成为该领域中具有普遍性要求的热点问题。数据融合及查询是传感器网络进行事件监测和数据分析重要手段之一。安全多方计算对实现基于隐私保护的数据融合及查询具有重要的借鉴作用，然而针对传感器网络的安全多方计算基本处于研究空白，导致现有安全融合及查询技术不能高效解决数据的隐私保护问题。本课题首先研究基于安全多方计算的传感器网络秘密比较、安全求和、茫然传输等机制，并在此基础上研究隐私保护的数据融合及查询方法；为提高网络生命周期，采用基于安全通道技术的数据融合优化方法；为降低方法对网络拓扑结构的依赖，并节省维护网络拓扑结构能耗，采用与网络拓扑结构无关的基于直线或圆形路线方法实现数据融合；为高效解决连续数据融合的隐私保护问题，研究隐私保护的连续数据融合优化方法。上述方法将为传感器网络安全数据融合及查询领域的发展和应用提供理论基础与技术支撑。

随着感知技术和无线通信技术的发展，无线传感器网络在军事、环境监测和医疗具有广泛的应用前景，由于传感器节点资源受限且无线通信，使得无线传感器网络面临严重的隐私泄露威胁，隐私保护成为该领域研究的热点问题。数据融合及查询是无线传感器网络进行事件监测和数据分析的重要手段之一，因此，研究面向隐私保护的无线传感器网络数据融合及查询方法具有重要理论和应用价值。. 本课题重点研究无线传感器网络环境下的隐私保护数据融合及查询处理技术，设计了一系列具有隐私保护能力的数据融合及查询方法。包括：1) 无线传感器网络中面向隐私保护的数据融合方法，在保证感知数据隐私性的情况下，减少通信量，降低能耗；2) 动态无线传感器网络中安全的数据融合方法，解决现有隐私保护数据融合技术依赖某种网络拓扑结构问题，以适应无线传感器网络动态性特点；3)基于两层传感器网络中隐私保护范围查询方法，以利用两层传感器具有结构简单、易扩展的优点；4)面向隐私保护的Top-k、Skyline和最值查询技术，进一步拓展无线传感器网络应用领域；5)无线传感器网络仿真实验系统设计并实现，以验证所提协议和方法的性能。. 项目研究完成了预期目标，共发表或录用论文26篇，其中SCI检索8篇，EI检索12篇，已录用1篇；申请发明专利5项（授权2项），授权实用新型3项、软件著作权3项；联合培养硕士生5名。