28、无线传感器网络数据聚合协议与信息流动控制标签的研究

无线传感器网络数据聚合协议与信息流动控制标签的研究

在无线传感器网络（WSNs）中，数据聚合是一项重要技术，它能在数据传输至基站的过程中，在中间节点合并部分结果，从而减少通信开销并优化无线链路的带宽利用率。然而，这一技术也引发了传感器节点的隐私问题，尤其是在医疗保健和军事监视等对传感器数据敏感性要求极高的应用场景中，数据聚合必须以保护隐私的方式进行。

隐私保护数据聚合协议的性能分析

在数据聚合协议中，CPDA是一种流行的隐私保护方案。下面将对CPDA协议及其改进版本的通信开销和计算开销进行比较分析。

通信开销

比较了三种协议的通信开销，分别是微小聚合协议（TAG）、原始CPDA协议和改进的CPDA协议。
- TAG协议 ：每个传感器节点需要发送2条消息，一条用于形成聚合树的Hello消息，一条用于数据聚合。但该协议仅进行数据聚合，无法保证传感器数据的隐私。
- 原始CPDA协议 ：每个簇头节点发送4条消息，每个簇成员节点发送3条消息，以确保聚合协议以保护隐私的方式工作。例如，在一个包含三个成员的簇中，原始CPDA协议总共涉及10条消息。
- 改进的CPDA协议（4.1节提出） ：簇头节点发送3条消息，簇成员节点发送2条消息。在一个包含三个节点的簇中，该协议总共涉及7条消息，比原始CPDA协议少3条消息。在大规模WSN中，由于簇的数量众多，这种改进能显著减少通信开销。
- 改进的CPDA协议的安全版本（4.2节提出） ：平均情况下，其通信开销与原始CPDA协议相同。但在