无线传感器网络中隐私保护通用近似查询协议

范永健; 陈红; 张晓莹; 彭辉; 李翠平

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无线传感器网络中隐私保护通用近似查询协议

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无线传感器网络中实现隐私保护通用近似查询是具有挑战性的问题．文中提出一种无线传感器网络中隐私保护通用近似查询协议PGAQ．PGAQ将传感器节点编号和其采集数据隐藏于设计的数据结构中，在基站构造线性方程组解出直方图，根据直方图具有的统计信息，不泄露隐私地完成Top-k查询、范围查询、SUM、MAX/MIN、Median、Histogram等近似查询．PGAQ使用网内求和聚集以减少能量消耗，并且能够通过调节直方图划分粒度来平衡查询精度与能量消耗．PGAQ协议分为H-PGAQ和F-PGAQ两种模式．H-PGAQ模式使用数据扰动技术加强数据安全性，F-PGAQ使用过滤器减少连续查询通信量．通过理论分析和使用真实数据集实验验证了PGAQ的安全性和有效性．%Privacy preservation in Wireless Sensor Networks (WSNs)has attracted more andmore attention.Answering generic query in WSNs while preserving data privacy is a challenge.In this paper,we present a Privacy-preserving Generic Approximate Query protocol in WSNs(PGAQ).PGAQ adopts novel strategies which use random vector shared between the base stationand sensor nodes to conceal sensor node IDs and sensory data,figure out the histogram accordingto linear equations in the base station,and then compute approximate results for multiple types ofquery,such as Top-k query,range query,SUM,MAX/MIN,Median,Histogram,etc.PGAQadopts in-network aggregation to reduce energy consumption.We devise two schemes for PGAQ:P-PGAQ and F-PGAQ.P-PGAQ uses perturbation technique to enhance security of data,whileF-PGAQ introduces filter technique to lessen communication overhead.Theoretical analysis andsimulation results by using real-world data confirm the high efficacy and efficiency of PGAQ.

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来源
《计算机学报》 |2014年第4期|915-926|共12页
作者
范永健; 陈红; 张晓莹; 彭辉; 李翠平;
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作者单位

中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京 100872;

中国人民大学信息学院北京 100872;

河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸 056038;

中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京 100872;

中国人民大学信息学院北京 100872;

中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京 100872;

中国人民大学信息学院北京 100872;

中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京 100872;

中国人民大学信息学院北京 100872;

中国人民大学数据工程与知识工程教育部重点实验室北京 100872;

中国人民大学信息学院北京 100872;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类计算机网络;
关键词
无线传感器网络; 隐私保护; 近似查询; 数据聚集; 物联网;

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