解析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)

唐秀奎 劉國軍

【摘要】 本文將對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護進行分析，并在此基礎(chǔ)上探索無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 隱私保護

物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分之一就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，當前廣泛應(yīng)用于國防軍事、智能家居、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展過程中，隱私數(shù)據(jù)被泄露、篡改、威脅的問題屢見不鮮。以醫(yī)療領(lǐng)域為例，在分析進行患者血壓、心率等重要數(shù)據(jù)的過程中，便攜式無線傳感器中的數(shù)據(jù)很可能出現(xiàn)安全問題。

一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護概述

以數(shù)據(jù)為中心、多跳、自組織、分布式、資源受限是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要特點，其通常在不容易控制、無人值守的復(fù)雜環(huán)境中布置，當前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護中存在以下問題：首先，難以控制部署環(huán)境。野外等無人值守的環(huán)境是傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要布置環(huán)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(jié)點等成為攻擊者獲取隱私數(shù)據(jù)的重要途徑。其次，資源受限。傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要特征之一就是資源受限，傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用時間會受到能量消耗的影響，這種情況下傳感器網(wǎng)絡(luò)通常無法直接適用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)挖掘或數(shù)據(jù)發(fā)布中的隱私保護技術(shù)[1]。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1復(fù)雜查詢中隱私保護技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要服務(wù)是數(shù)據(jù)查詢，因此傳感器網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜查詢中隱私保護技術(shù)對整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護實現(xiàn)具有重要意義。針對數(shù)據(jù)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(xù)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(xiàn)流程特征，進而產(chǎn)生不同的隱私泄露內(nèi)容和環(huán)節(jié)。所以應(yīng)當有效整合不同的查詢類型和方式中隱私保護技術(shù)，進而有效提升隱私數(shù)據(jù)保護水平[2]。

2.2時空相關(guān)性數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)

醫(yī)療、環(huán)境等領(lǐng)域的檢測是傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用范圍，具有時空相關(guān)性是集得數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)時空相關(guān)性設(shè)計算法已經(jīng)在傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理方面獲得應(yīng)用，但是利用時空相關(guān)性優(yōu)化聚集和查詢協(xié)議性能并針對時空相關(guān)性進行數(shù)據(jù)隱私保護還沒有實現(xiàn)。在概率圖、時間序列模型等現(xiàn)代管理推斷科技的發(fā)展過程中，更多的攻擊者選擇通過感知數(shù)據(jù)時空相關(guān)性進行推斷攻擊，這嚴重的威脅著網(wǎng)絡(luò)的安全。

2.3新型網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)因素保護技術(shù)

在傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中，車載傳感網(wǎng)、多基站傳感網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)不斷產(chǎn)生。其中聚集查詢、路由查詢、數(shù)據(jù)存儲等數(shù)據(jù)管理模式在新型網(wǎng)絡(luò)中變化較大，新的隱私保護和隱私泄露渠道隨之產(chǎn)生，新的攻擊方式被攻擊者利用于攻擊網(wǎng)絡(luò)。攻擊者經(jīng)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(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)，而多基站傳感網(wǎng)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(wù)將變得更加嚴峻。當前傳感器網(wǎng)絡(luò)中用戶隱私保護技術(shù)還處于發(fā)展初期，不僅要改變車載傳感網(wǎng)中數(shù)據(jù)管理模式，還應(yīng)當強化查詢的實時性。

2.4隱私保護技術(shù)和傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步整合

多學科的交叉和結(jié)合是傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理和隱私保護是其主要功能。當前數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)發(fā)布是面向數(shù)據(jù)的隱私保護技術(shù)的主要內(nèi)容，傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)據(jù)此獲得了有效地提升。但是資源受限分布式自組織多跳網(wǎng)絡(luò)是當前傳感器網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)，傳感器網(wǎng)絡(luò)往往無法無法直接適用這些技術(shù)。所以應(yīng)當通過進一步結(jié)合隱私保護技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從傳感器網(wǎng)絡(luò)特點出發(fā)，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)管理更多環(huán)節(jié)促進性能良好的隱私保護協(xié)議設(shè)立[3]。

2.5優(yōu)化平衡時間延遲、能量消耗、結(jié)果精確度、隱私保護度

傳感器網(wǎng)絡(luò)重要的特征之一就是資源受限，傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護協(xié)議優(yōu)化目標為保證結(jié)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(nèi)在聯(lián)系，應(yīng)當進行相應(yīng)的優(yōu)化平衡措施，然而當前的優(yōu)化平衡策略與傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求相去甚遠，需要繼續(xù)完善。

三、結(jié)語

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)當前在我國還存于發(fā)展初期，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保護技術(shù)還有待完善，實踐當中相關(guān)行業(yè)人員應(yīng)當充分重視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護的重要性，通過提升無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性促進無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。本文分析了當前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，但本文仍存在局限性，希望行業(yè)人員能夠加強重視，不斷提升無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保護的水平。

參 考 文 獻

[1]范永健，陳紅，張曉瑩.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)[J].計算機學報，2012，（07）：1131-1146.

[2]李靜，劉洋.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護技術(shù)研究[J].信息系統(tǒng)工程，2015，（09）：60.

[3]宋建華，稅光澤.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全與隱私保護[J].微型機與應(yīng)用，2013，（09）：4-6.