具有隐私保护能力的无线传感器网络查询处理技术研究

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1、中图分类号TP311论文编号102871612-S002 学科分类号081202硕士学位论文具有隐私保护能力的无线传感器网络查询处理技术研究研究生姓名孙研学科、专业计算机软件与理论研究方向数据库技术指导教师曹子宁教授秦小麟教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二О一一年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyQueryProcessingwithPrivacyProtectioninWirelessSensorNet

2、workAThesisinSoftwareandTheoryofComputerbySunYanAdvisedbyProf.CaoZining &Prof.QinXiaolinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2011承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材

3、料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要查询处理技术是无线传感器网络研究的核心，而近年来随着无线传感器网络技术的发展与成熟，日益严重的隐私问题已经逐步成为制约无线传感器网络查询处理技术研究的瓶颈问题。因此隐私保护技术已经成为无线传感器网络领域的研究热点，但是由于尚处于起步阶段，现有的研究还存在诸多不足：现有的具有隐私保护能力的聚集查询处理算法都是针对求和的，无法解决MAX/MIN这类基于比较的聚集查询问题；现

4、有的无线传感器网络查询处理系统都不具备隐私保护能力。为了克服现有研究的不足，本文研究了具有隐私保护能力的无线传感器网络查询处理技术。提出了一个具有隐私保护能力的无线传感器网络极值查询处理算法，设计并实现了一个具有隐私保护能力的无线传感器网络查询处理系统。本文的主要工作和创新点如下：（1）提出了一种无线传感器网络环境下面向比较运算的隐私保护模型，并基于该模型提出了一种具有隐私保护能力的无线传感器网络极值查询处理算法PEVA，该算法在同态加密的基础上，利用0编码和1编码将数据大小比较问题转换为集合求交问题，从而使加密数据在无需解密的前提下比较数据大小。（2）分析了无线传感器网络的特点和应用环

5、境，将移动Agent技术引入到无线传感器网络，提出了一个保障隐私的无线传感器网络查询处理系统Archery的体系结构。该系统在基站端提供了一个具备用户自定义数据加密接口的说明性查询语言,并在节点端给出了一个基于数据流的事件触发式Agent执行架构，同时整个系统的隐私保护框架具备隐私保护能力。（3）设计实现了无线传感器网络查询处理系统Archery，并分别详细阐述了SQL解析模块以及移动Agent生成发送模块和Agent执行虚拟机的设计与实现技术。最后在系统上实现和演示了PEVA算法。关键词：无线传感器网络，查询处理，隐私保护，极值查询，移动Agenti具有隐私保护能力的无线传感器网络查询

6、处理技术研究ABSTRACTQueryprocessingisakeytechnologyofWirelessSensorNetwork(WSN)sinceWSNisalwaysdatadriven.WiththedevelopmentofWSN,privacyinWSNhasemergedtobeabottleneckthatisinthewayofqueryprocessing.Asaresult,privacyprotectionbecomesaresearchfocusinthefieldofWSN.Existingresearcheshavealotofshortcomings

7、,forexamplenow-availableaggregationwithprivacyprotectioncanonlyhandletheSUMoperator;MAXMINoperatorswhicharebasedoncomparisoncannotbeexecutedwithprivacyprotectiontillnow.Toovercometheseshortcomingofexistingresearches,th