WSN下分簇算法和秘密比較協(xié)議的研究.pdf

1、WSN(WirelessSensorNetwork)是繼Internet之后的又一次信息革命，將改變人們的生活，促進生產力的發(fā)展，進一步加強信息世界與物質世界之間的聯(lián)系。WSN由傳感器、無線傳輸模塊和信息中心組成，其工作過程為傳感器采集數(shù)據，通過無線傳輸模塊將數(shù)據轉發(fā)至數(shù)據中心。節(jié)點采用采用微電子設備，電池供電，在計算能力、通信能力以及存儲能力都是受限的，很難更換電池或者部署節(jié)點替換。延長WSN的生命周期可以降低網絡部署成本，延長網絡的

2、工作時間。分簇算法是一種網絡管理方式，簇由簇頭和簇成員組成。簇內成員將數(shù)據發(fā)送至簇頭，簇頭再將數(shù)據發(fā)送至目的地。簇頭選舉算法是分簇算法的核心，是分簇的基礎。分簇網絡的通信分為簇內通信與簇間通信，簇間通信過程中簇成員將數(shù)據發(fā)送到所在簇的簇頭，簇間通信是簇頭之間的通信。在WSN中，簇頭承擔較重的數(shù)據轉發(fā)任務，會因消耗能量過多導致失效。簇頭輪轉機制是要求簇內成員輪流擔任簇頭，均衡網絡負載，延長WSN的生命周期。高連通的算法為數(shù)據轉發(fā)提供了更多

3、的路由選擇，對于負載均衡具有重要意義。
　　 由于WSN節(jié)點處于開放環(huán)境，無線信號很容易被偵聽，安全傳輸數(shù)據成為WSN推廣的關鍵問題之一。傳統(tǒng)的安全算法在計算要求、通信要求以及存儲空間上的要求，WSN節(jié)點很難滿足這樣的要求，即使可以運行也會導致節(jié)點能量耗盡。設計輕量級的安全算法對構建WSN下的安全協(xié)議具有重要的意義，算法應該盡可能降低對計算能力、通信能力以及存儲能力的要求。秘密比較協(xié)議要實現(xiàn)的是的具有隱私數(shù)據的雙方，在不透露各自

4、隱私數(shù)據的情況，對數(shù)據進行比較，該協(xié)議是安全多方計算的基礎協(xié)議之一。研究輕量級的秘密比較協(xié)議不僅對構建實用的安全協(xié)議具有重要的意義，而且為WSN資源受限環(huán)境下的安全計算協(xié)議設計提供了基礎。
　　 本文的研究圍繞著WSN下分簇算法和秘密比較協(xié)議展開，其主要工作有:對WSN下的分簇算法進行了研究，針對“熱點”問題，提出了高連通負載均衡的分簇算法。分簇算法中，節(jié)點可以屬于不同的簇，可以請求不同的簇頭進行數(shù)據轉發(fā)。節(jié)點輪流充當簇頭，從而

5、實現(xiàn)均衡負載。高連通的網絡使得簇內成員在數(shù)據轉發(fā)具有多選擇性，根據節(jié)點的情況進行負載均衡。算法增強了簇的穩(wěn)定性，提高了網絡的魯棒性，均衡網絡負載，解決了熱點問題，并最終延長了網絡的生命周期。
　　 在安全多方計算基礎協(xié)議方面，利用Range-Encoding編碼技術，提出了高效和公平的秘密比較協(xié)議。該協(xié)議沒有采用常用的加密算法，而是采用編碼技術，大大降低算法對計算能力、存儲能力的要求，適用于WSN節(jié)點。在不借助于可信第三方的條件