一种低耗能的数据融合隐私保护算法

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1、第３４卷第５期计算机学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．５２０１１年５月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＭａｙ２０１１一种低耗能的数据融合隐私保护算法杨庚王安琪陈正宇许建王海勇（南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京２１０００３）（南京邮电大学计算机学院南京２１０００３）摘要物联网中的隐私保护是实际应用中要解决的关键问题之一，作为物联网组成部分的无线传感器网络，希望在进行精确数据融合的同时，又能保护个人的隐私．文中提出了一种新的低能耗无线传感器网络数据融合隐私保护算法ＥＳＰＡＲＴ．一方面算法依靠数据融合树

2、型结构本身的特性，减少数据通信量；另一方面算法分配随机时间片，避免碰撞．同时限制串通数据范围，降低数据丢失对精确度的影响．仿真结果显示，相比于ＳＭＡＲＴ算法，ＥＳＰＡＲＴ可以在有效保护数据隐私的前提下，花费与ＴＡＧ算法相同的时间和较少的数据通信量，得到精确的数据融合结果．关键词物联网；无线传感器网络；数据融合；隐私保护；低耗能；高效能中图法分类号ＴＰ３９３犇犗犐号：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１１．００７９２犃狀犈狀犲狉犵狔犛犪狏犻狀犵犘狉犻狏犪犮狔犘狉犲狊犲狉狏犻狀犵犇犪狋犪犃犵犵狉犲犵犪狋犻狅狀犃犾犵狅狉犻

3、狋犺犿ＹＡＮＧＧｅｎｇＷＡＮＧＡｎＱｉＣＨＥＮＺｈｅｎｇＹｕＸＵＪｉａｎＷＡＮＧＨａｉＹｏｎｇ（犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犅狉狅犪犱犫犪狀犱犠犻狉犲犾犲狊狊犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀牔犛犲狀狊狅狉犖犲狋狑狅狉犽狊犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀，犖犪狀犼犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘狅狊狋牔犜犲犾犲犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊，犖犪狀犼犻狀犵２１０００３）（犆狅犾犾犲犵犲狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲牔犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犖犪狀犼犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘狅狊狋牔犜犲犾犲犮

4、狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊，犖犪狀犼犻狀犵２１０００３）犃犫狊狋狉犪犮狋ＰｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）．ＡｓａｐａｒｔｏｆｔｈｅＩｏＴ，ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮｓ）ｓｈｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｉｎｄａｔａａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｏｖｅｌｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｐｒｉｖａｔｅｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇａｇｇ

5、ｒｅｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ（ＥＳＰＡＲＴ）ｆｏｒＷＳＮｓ，ｗｈｉｃｈｕｓｅｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｄａｔａａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｔｒｅｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｒｅｄｕｃｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｖｅｒｈｅａｄ，ａｓｓｉｇｎｓｔｈｅｒａｎｄｏｍｔｉｍｅｐｉｅｃｅｓｔｏｎｏｄｅｓｔｏａｖｏｉｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ａｎｄｌｉｍｉｔｓｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆｃｏｌｌｕｓｉｏｎｄａｔａｔｏｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｔａ＿ｌｏｓｓｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＳＭＡＲＴａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｓ

6、ｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＥＳＰＡＲＴｃａｎｐｒｅｓｅｒｖｅｄａｔａｐｒｉｖａｃｙ，ｇｅｔａｃｃｕｒａｔｅｄａｔａａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｈｉｌｅｔａｋｉｎｇｔｈｅｓａｍｅｅｐｏｃｈｄｕｒａｔｉｏｎａｓＴＡＧ，ａｎｄｈａｖｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｖｅｒｈｅａｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｄａｔａａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ；ｐｒｉｖａｃｙｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎ

7、ｃｙ感知终端的位置信息、采集的数据信息等是物联网１引言的重要信息资源之一，也是需要保护的敏感信息．另外在数据处理过程中同样存在隐私保护问题，如基隐私保护是物联网信息机密性的直接体现，如于数据挖掘的行为分析等等．在物联网的实际应用收稿日期：２０１１０１１７；最终修改稿收到日期：２０１１０４０６．本课题得到国家“九七三”重点基础研究发展规划“物联网混杂信息融合与决策研究”课题（２０１１ＣＢ３０２９０３）、国家自然科学基金项目“无线传感器网络组播广播安全关键技术研究”（６０８７３２３１）和江苏省自然科学基金（ＢＫ２００９４２

8、６）资助．杨庚，男，１９６１年生，博士，教授，中国计算机学会高级会员，主要研究领域为计算机通信与网络、网络安全、分布与并行计算．Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｇ＠ｎｊｕｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．王安琪，男，１９８７年生，硕士研究生，主要研究方向为无线传感器网络数据融合与安全．陈正宇，男，１