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专利号: 2013107376054
申请人: 安徽师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隐私保护的两层传感器网络范围查询系统,其特征在于:该系统包括Sink节点、存储节点和传感节点:Sink节点,发送查询请求给存储节点,Sink节点对存储节点返回的查询结果进行完整性验证;

存储节点,用于响应Sink节点的查询请求,存储传感节点传输的数据,根据查询范围将相应的传感节点的加密数据和保序编码集返回给Sink节点;传感节点,用于感知数据并对数据加密,构建加密数据集和保序编码集,并将加密数据集和保序编码集传输给存储节点。

2.根据权利要求1所述的隐私保护的两层传感器网络范围查询方法,其特征在于,该方法包括以下阶段:前期准备阶段:Sink节点与每个传感节点共享密钥和保序函数;

网络拓扑结构构建阶段:将两层传感器网络划分为多个单元,每个单元包括一个存储节点和多个传感节点,每个单元内部节点构成一个路由树,其中存储节点为根节点;

数据存储阶段:传感节点对一个周期内感知到的数据进行排序,并对数据加密构成加密数据集;将原始数据构造成新数据,并通过保序函数对新数据进行编码,形成保序编码集;最后通过多跳的方式将加密数据集和保序编码集传输至所在单元的存储节点;

范围查询请求阶段:Sink节点将查询请求发送给每个单元的存储节点,Sink节点通过生成下上限多项式将查询范围对应到每个传感节点,查询范围包括通周期号t、下上限多项式和单元的ID号。

范围查询返回阶段:当存储节点接收到Sink节点的查询请求,根据下上限多项式和每个传感节点的ID号求出每个传感节点对应的查询范围;然后将每个传感节点的保序编码集中的编码与其对应的查询范围进行比较,如果编码在查询范围内,则存储节点将该编码以及对应的加密数据分别放入返回编码集和返回加密数据集,存储节点还需要将查询范围内两端的前驱和后继数据及对应的编码放入相应的集合中;如果没有数据符合范围查询,则将范围查询两端最近的两个数据放入相应的集合中,最后将返回编码集和返回加密数据集传输给Sink节点。

查询结果验证阶段:Sink收到存储节点的返回结果后,检测结果的准确性、真实性和完整性。

3.根据权利要求2所述的隐私保护的两层传感器网络范围查询方法,其特征在于:所述数据存储阶段,将原数据构造成新数据的具体过程为:新数据包括两部分,左半部分是原数据,右半部分是原数据与其下一个原数据之差值,且每个传感节点生成两个随机的下限和上限数据;为了保证新的数据仍然是有序的,将所有右半部分的数据的位数设置成相同的。

4.根据权利要求2所述的隐私保护的两层传感器网络范围查询方法,其特征在于:所述范围查询阶段中,Sink节点传输给存储节点的查询范围的下上限多项式,其构建过程为:在一个单元内,Sink节点首先根据该单元的每个传感节点的保序函数求出每个传感节点对应的查询范围(ai,bi),其中ai和bi分别表示查询范围的下限和上限a和b经保序函数计算后的结果,Sink节点构造下上限两个二元组集,并通过计算求出二元组集对应的下上限多项式。

5.根据权利要求2所述的两层传感器网络范围查询方法,其特征在于:所述验证阶段的具体过程为:Sink节点通过与传感节点共享的密钥对加密数据集进行解密获得原数据,根据解密得到的原数据,判断出返回数据的准确性和真实性;Sink节点再通过与传感节点共享的保序函数对原数据集重构保序编码集,通过比较生成的编码集与存储节点传输过来的保序编码集,来判断查询结果的完整性。