两层传感网隐私保护的不完全数据Skyline查询协议

左开中,尚 宁,陶 健,王涛春

(1.安徽师范大学 数学计算机科学学院,安徽 芜湖 241003； 2.安徽师范大学 网络与信息安全工程技术研究中心,安徽 芜湖 241003)

两层传感网隐私保护的不完全数据Skyline查询协议

左开中1,2*,尚 宁1,2,陶 健1,2,王涛春1,2

(1.安徽师范大学 数学计算机科学学院,安徽 芜湖 241003； 2.安徽师范大学 网络与信息安全工程技术研究中心,安徽 芜湖 241003)

(*通信作者电子邮箱zuokz@mail.ahnu.edu.cn)

感知节点感知数据易受外界环境影响，使得不完全数据广泛存在于无线传感器网络中，且感知数据面临严重的隐私威胁。针对两层传感器网络不完全数据查询过程中存在的隐私泄露问题，提出一种基于置换和桶技术的两层传感器网络隐私保护的不完全数据Skyline查询协议(PPIS)。为了实现对不完全数据的Skyline查询，PPIS将缺失属性值置换为数据域的上界值，并将不完全数据映射到桶中；为了保证数据隐私性，PPIS首先将桶区间转化为前缀编码，然后将前缀编码加载到Bloom过滤器中，保证存储节点在无需数据和桶区间明文的前提下执行查询处理；为了保证查询结果的完整性，PPIS采用Merkle哈希树构造完整性验证编码，实现对查询结果的完整性验证。理论分析和仿真实验验证了PPIS的安全性和有效性，与现有隐私保护Skyline查询协议SMQ和SSQ相比，PPIS通信能耗节省了70%以上。

无线传感器网络；隐私保护；Skyline查询；不完全数据

0 引言

无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)被广泛应用于环境监测、医疗卫生、国防军事[1]等各种重要领域。两层WSN[1-2]是一种以存储节点为中间层的特殊WSN，存储节点不仅负责接收和存储感知数据，还负责响应Sink节点的查询请求，返回查询结果。……