两层无线传感器网络中安全数据查询协议的研究

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1、硕士硕士学位论文武佩宁两层两层无线传感器网络中安全数据无查询协议的研究线传感器网络中安武佩宁全数据查询协议的研究二〇一四年六月2014分类号密级UDC硕士学位论文两层无线传感器网络中安全数据查询协议的研究武佩宁学科专业计算机应用技术指导教师宋玲教授论文答辩日期2014年5月20日学位授予日期答辩委员会主席陈友初教授级高工广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也

2、不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，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和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用授权。□不保密。(请在以上相应

3、方框内打“√”)论文作者签名：日期：指导教师签名：日期作者联系电话：电子邮箱：两层无线传感器网络中安全数据查询协议的研究摘要随着无线传感器网络的应用发展，各类数据查询被不断移植到两层传感器网络中来，对安全性能要求也越来越高。对于简单数据查询，如范围查询，安全研究较多也较充分，但仍存在能耗过高的问题；而对于复杂数据查询，安全研究偏少，需要引入安全机制。本文研究了现有的两层无线传感器网络中的被攻击模式以及一些常见的安全技术和安全策略，针对范围查询提出了一种低能耗高安全性的协议；针对skyline查询提出了一种能保障数

4、据隐私安全的协议。对于范围查询，针对目前安全协议能耗过高的缺点，提出了一种基于前缀成员验证和概率邻居验证技术的数据安全保护协议：SPQ。SPQ利用前缀成员验证技术保证数据隐私性；改变查询数据传输策略减少数据通信量；利用概率邻居验证技术完成完整性验证。在此基础上将SPQ从一维数据查询拓展到多维数据查询，并使网络数据随着维数增长，通信量保持线性增长。通过理论分析，说明了SPQ具有高安全性；通过实验仿真，表明无论是对于一维数据查询还是多维数据查询，SPQ的能耗比现有的安全范围查询协议都有一定下降，尤其是对于一维数据查询

5、方面能耗下降明显。对于skyline查询，针对目前在两层无线传感器网络中极少关于skyline安全协议的情况，首次提出了一种基于Z-O编码的阈值预筛选技术的安全skyline查询协议：SSLine。SSLine通过阈值预筛选技术提高查询效率；而Z-OI编码技术保证存储节点安全的完成查询操作。理论分析说明了两层无线传感器网络中的SSLine在保证数据隐私性方面表现优越；仿真实验结果表明，SSLine相比没有安全策略的skyline查询协议能耗增加在可接受范围内。关键词：两层无线传感器网络安全数据查询范围查询skyl

6、ine查询IIRESEARCHONSECUREDATAQUERYPROTOCOLSINTWO-TIEREDWIRELESSSENSORNETWORKSABSTRACTWiththeapplicationanddevelopmentofwirelesssensornetworks,allkindsofdataqueryhavebeentransplantedtotwo-tieredwirelesssensornetworks,.thesecureperformancerequirementsalsogettingh

7、igherandhigher.Forsimpledataquery,likerangequery,secureresearchismorewidely,buttheenergyconsumptionisstilltoohigh;moreover,forcomplexdataquery,weneedtointroducesecuremechanism.Inthispaper,westudytheexistingthreatmodes,securetechnologies,andsecurestrategiesoft

8、wo-tieredwirelesssensornetworks.Inviewofrangequery,wegivelowpowerconsumptionandhighsecureprotocol;anotherprotocolaboutwhichcanprotectdataprivacysecurityforskylinequeryisproposedtoo.Forran