传感器网络中基于环签名的身份验证与隐私保护

Journalof King Saud University沙特国王大学沙特国王大学学报www.ksu.edu.sawww.sciencedirect.com基于环签名Ashmita Debnath，Pradheepkumar Singaravelu*，Shekhar Verma印度信息技术学院，印度收稿日期：2012年6月10日;修订日期：2013年2月8日;接受日期：2013年2014年1月4日在线提供摘要为了避免汇点的错误反应，必须对来自传感器节点的消息的准确性进行验证。此验证需要源节点的身份验证认证过程还必须保护隐私，使得节点和感测对象不受危害。在这项工作中，提出了一个环签名认证的源节点，而预，服务于其空间隐私。但是，必须选择其他节点作为签名者及其编号，以排除对手进行流量分析攻击的可能性。空间不确定性随着签名者的数量增加而增加，但需要更大的内存大小和通信开销。这种要求可能会侵犯被感测对象的隐私。为了确定所提出的方案的有效性，传感器节点的位置估计由对手和增强的位置不确定性与环签名进行了评估。通过仿真研究，估计环签名需要来自源节点的相同邻居区域的大约四个成员来维持节点的隐私。此外，环签名也被确定为具有小的开销，并且不会对传感器网络的性能产生不利？2014制作和主办Elsevier B.V.代表沙特国王大学1. 介绍无线传感器网络（WSN）中的节点观察其环境并将其观察结果发送到接收器（Mahmoud和Xuemin，2012）。传感器数据的特点是其关键性和空间意义。由传感器感知的数据*通讯作者。 联系电话：+918130618633。电 子 邮 件 地 址 ： ashmitadnath@gmail.com （ A.Debnath ） ，spradheepkumar@gmail.com（P. Singaravelu），sverma@iiita.ac.in（S.Verma）。沙特国王大学负责同行审查分类节点需要经由安全通信信道被发送到基站网络可以是事件驱动的，也可以是时间驱动的。在事件驱动的网络中，只要消息通过网络传播到接收器，就必须对数据源和内容进行消息身份验证鉴定（Daojing等人，2011）有助于验证源信息是否已被篡改，或者节点是否已伪装成源节点并发送其自己的消息版本。网络中的对手可以监视广播（Yang等人，2011年，由传感器节点。这些攻击者可以根据通信模式、事件位置和消息流中的节点获得事件的时间，并看到消息中未加密的内容。使用这些方法，对手可以构建网络的拓扑结构，节点部署细节和跟踪空间，1319-1578？ 2014制作和主办Elsevier B. V.代表沙特国王大学http://dx.doi.org/10.1016/j.jksuci.2013.12.006制作和主办：Elsevier关键词隐私;安全;无线传感器网络;环签名;认证基于环签名的无线传感器网络隐私保护229事件的时空演变。即使消息被加密，对手也可以通过从消息的时间和空间流重新创建上下文来了解网络。这个过程损害了网络的安全性和隐私性，最重要的是损害了被感测对象的安全性和隐私性。此压缩程序可能被恶意使用。例如（Chow等人，2011），偷猎者可以通过监视网络中的消息来破坏所感测的动物的空间和时间隐私来跟踪在森林中移动的动物。为了保护被感知对象的隐私，来自消息的空间信息以及产生事件发生时间的时间信息必须被隐藏（Chan和Perrig，2003）。在无线传感器网络中，传感器节点被部署在一个区域，是在接近的事件进行观察，并与他们的物理环境和其他节点进行交互。这些部署区域通常是可访问的，并且被感测的对象可能是敏感的。对感兴趣的事件的观察和该信息的通信使得被感测的对象通过损害其隐私而容易受到物理攻击。在传输过程中，包含观测和其他时空信息的消息有效载荷被加密以保证机密性。报头是明文格式的，包含源的身份、路由信息等。攻击者是协议和部署感知的。它包含网络中的拓扑结构和当前通信的信息。攻击者可以窃听通信，读取明文报头信息并获得源的身份。然而，我们假设对手是非侵入性的，并且不干扰网络的功能。它不注入或修改消息，危害传感器节点或改变路由路径。这些被动的本地对手可以通过隐蔽信道相互勾结，以获得全局的拓扑和通信信息，并作为全局对手在全球范围内行动。在无线传感器网络中，节点密集部署，一个事件通常发生在多个节点的感知区域。因此，多个节点报告一个事件。对手接收广播，检查明文报头信息以获得认证信息和源身份。流量分析产生节点和感知事件的大致位置。节点身份与它们的位置信息的映射可能破坏节点的隐私，并且因此破坏感测事件的隐私。因此，问题在于通过隐藏节点身份而不妨碍认证过程来混淆此映射。在这项工作中，我们专注于一种保护网络空间环境的机制例如，在野生动物监测中，可以将消息的起源时间和地点与动物的运动行为相关联的对手可以跟踪目标动物。因此，打破来自该位置的消息流的关联对于维持静态或移动感测对象的隐私是上下文敏感数据可以通过两种方式保护：保护传感器节点和数据源的位置或隐藏事件生成的时间。为了维持价格（Jian等人，在事件或节点的位置和时间（例如，事件或节点的位置和时间），必须通过模糊信息并将数据与事件或节点的位置和时间去相关来保护数据（感测到的数据或消息中的数据）和数据源（事件或传感器节点）。发生。在这项研究中，我们采用环签名来保护感知对象和节点的空间隐私这种隐私是通过将报告传感器节点的身份隐藏在其他节点的人群中以混淆数据源的位置来实现的。本文的其余部分组织如下。第2节介绍了与本研究有关的工作。第3节和第4节分别讨论和提出了空间隐私方案。第5节包含结果，结论见第6节。2. 相关工作传感器网络具有两个隐私问题，面向数据和面向上下文的隐私。 面向数据的隐私（Jian等人，2008）涉及保护收集并传输到目的地的数据的完整性。面向上下文的隐私（Tavli等人，2010）防止对手获得对数据上下文信息的访问，诸如数据源自的时间和位置。面向数据的隐私侧重于提供对数据项的保护。攻击者可以破坏或窃听数据以获取关键信息或在网络中注入虚假信息。被动的对手窃听（Kamat等人，2005），以确定节点的位置或跟踪事件的演变。加密方案可以减轻这种类型的非法行为。主动恶意节点可以通过这些节点向网络中注入污染信息。面向上下文的隐私保护的主要焦点是确保上下文相关信息的隐私性，例如位置和时间。位置可以指节点位置或数据源位置。如果对手可以检测到一个汇点的位置或区域，在那里发生了一个事件，它可以违反信息的隐私。它还可以跟踪（Kamat等人，#20007;，或者是一个敏感的目标。隐私保护的问题（Alfantookh，2006年）是通过干扰被监控的参数来解决的。潜在的概率分布会发生变化，使得无法从扰动数据中构建确定的模式，并且不同实体之间的关系是不相关的。增加熵也增加隐私（Mehta等人，2007年，通过增加人群规模或多样性。这种增强可以通过采用加密或非加密机制来实现。文献中已经研究了各种非密码机制（Sabto和Al Mutib，2013随机游走（Lu等人，2013）已用于体模路由（Li等人，2012年）和随机路由（Al-Muhtadi，2007年）已被用于与隐藏源的位置。假消息注入（Li和Ren，2009）和路径扰动算法（Rabai等人，2013）也被用来随机化交通模式，并降低跟踪移动目标的概率。数据被聚合，或者它们的粗糙度增加。还提出了增加与位置细节相关联的粗糙度的技术（Hu等人，2007年）。用于隐私的加密技术（Islam和Biswas，2013）补充了非加密技术，如路由、虚拟环创建等。加密技术的选择很重要，因为它会消耗网络资源。这种消耗可能会对延迟、吞吐量和网络寿命产生不利影响。许多方法提供节点和数据的隐私，同时确保有效的资源消耗。一个新的时间有效的源隐私230A. Debnath等人P.中文（简体）-zð Þ\1/1吉吉·杰什我2我zKjWjjWj方案TESP2对抗全局区域（A（Z））的流量分析攻击。 如果（pi）是事件发生窃听者，可以监控和分析交通在在（Z）中的给定点，则p1/1 - 是的 熵（Yu和已经提出了整个网络（Chen等人， 2012年）。在TESP 2，传感器节点广播对定时数据的请求集合到其上游节点。 每个上游节点发送Guan，2008年） 分布 的 匿名 设置 是.Hp-PAZplogp。给定事件的匿名性是真实数据的密文，否则发送密文如果缺少任何真实数据，则使用虚拟数据。为了保护数据源的隐私，传感器节点将丢弃任何伪数据，重新加密并将真实数据的密文转发给下游节点。3. 空间隐私我们考虑传感器（S={S1，S2，S3，. . ，Sx}），其中x是所部署的传感器的数量。节点被假定为部署在一个统一的随机分布。在部署之前，假设每个传感器加载有用于（i=1，2，3，4，.，x）。在现有的公钥密码系统中，我们作为-使用基于ID的公钥加密。当地最大化时，所有的点都有可能是潜在的关注事件的发生点在这种均匀分布下，观察到的点（Z）的概率（pivation是目标变为p1AZW。AZ根据Yu和Guan（2008）给出的匿名水平的定义，我们有，（ Al= 1-1/|A（Z）|），其中熵（H（p）=log2A（Z））。匿名集的熵是对所感测的对象或事件的隐私的度量。如果事件构成一个二项点过程，则感兴趣的事件将在区域（A（Z））中二项分布。点过程的（k）个感兴趣的事件在区域（Z）中发生的概率pk被定义为（k）在任意集合（Z）中的点。如果（N）个节点分布在一个集合（W）上，则。pk1/4。NjAZ\Wjk.1-jAZ\WjN-k。敌人和全球敌人存在。本地对手对网络信息的访问有限，并且可以监视来自其单跳邻居的流量。与本地对手不同，全球对手可以包含与整个网络相关的信息。它有能力监控整个网络以及访问本地对手。本地对手也可以勾结并向全球对手提供信息。3.1. 位置不确定性在无线传感器网络中，节点随机分布在一个特定的区域，使得该区域中的每个点都在至少一个节点的感知范围在这个随机网络中，节点的位置遵循空间随机分布。这种安排通常被认为是一个齐次泊松点prop。1998年，张晓刚（|X|）是Poisson均值KX. 然而，在这方面，当部署在区域中的节点数量固定时，泊松点过程不是节点分布的良好表示。该模型可能会给出比实际存在的更多的节点，特别是当节点数量很小时。当一个区域内有固定且有限个（比如N个）节点独立同分布时，点过程是二项的。当紧集（W）中的（N）个点独立一致分布时，该过程是一个二项点过程.对于任何子集（XcW），（X）中的点的数量是具有参数（n=N）的二项式（n，p），并且（p=|X W|/|W|）.感兴趣的事件从源节点发出的关于事件报告的消息被该节点的通信范围内的adversaries听到。一个或多个单独的对手可以串通以获得感测到的对象的位置这个估计的区域（Z）是匿名区。感知到的对象或事件的匿名级别是对手无法精确定位其在匿名区域（Z）中的位置。感知事件的匿名程度是报告事件的传感器节点的位置不确定性的函数匿名性的程度又与匿名性在无线传感器网络中，感兴趣的事件可以被多个传感器观察到。一个传感器节点网络中的对手可能知道节点部署或可能不知道节点位置。不知道部署的对手从节点广播的信号中测量节点的位置。部署感知对手知道传感器节点的位置。3.1.1. 案例一：对手知道部署3.1.1.1. 来源已知。传感器节点观察事件，并发送消息以向宿报告事件。该广播由对手接收，该对手在传感器节点的通信范围（Rc）中。对手收到消息并读取明文报头的内容找出通讯的来源感兴趣的事件必须位于该源传感器节点的感测范围（Rs）内为了确保通信连通性（R cP2 R s），事件的位置必须在以传感器节点为中心的圆形区域内，半径为（R s）。此范围是事件的匿名区域（Z）。感兴趣的事件将位于（Z）中所有传感器节点的感测范围的联合中。因此，它的隐私与（Z）中的节点数量成正比。听到广播的对手确信，在（Z）中存在至少一个节点，如图1所示。存在（k）个以上节点的概率（其中k由所需匿名性的水平确定）可使用贝叶斯一邻近区（Z）图1震源区（Z）（震源位置已知）。S基于环签名的无线传感器网络隐私保护231R.Σ图2邻近地带（Z）（震源位置未知）。相交区域图3交互攻击。3.1.1.2. 来源不明。如果对手不能确定消息的来源，则匿名区（Z）是可能的源节点的感测区域的并集，并且大于第一种情况。例如，图2中示出了两个相邻传感器节点的匿名区（Z）。（2）比第一种情况大。因此，隐藏报告事件的传感器节点的身份可以增加感兴趣事件的概率。3.1.1.3. 十字路口袭击。源不知道消息的源。但是，多个传感器通过网络将数据包传输到接收器来报告其附近发生的事件。这些数据包由网络中的不同节点路由到sink。当数据包到达目的地附近时，路由路径可能会合并。位于网络中特定位置的对手可能会从多个来源接收消息如果对手靠近水槽，可能性就会不同的对手也可以通过一些专用信道相互通信。对手知道节点的位置，并且感兴趣的事件的发生被报告而没有任何延迟。这个过程可以允许在小的时间间隔内在合并路径上接收消息的对手进行交叉攻击，或者允许对手合谋交换这种信息，如图3所示。交叉攻击减少了不确定性区域，并允许对手将对感兴趣事件的搜索限制在非常窄的区域内。3.1.2. 情况二：对手不知道节点部署传感器节点观察事件，并发送消息以向宿报告事件。该广播由在传感器节点的通信范围（Rc）中的对手接收。敌手根据接收到的信号强度估计传感器节点的大致位置。由于无线信道中的噪声和信号衰减的变化，节点可能位于环形区域中，如图4所示。因为节点可以感测半径（Rs）的圆形区域中的事件，所以感兴趣的事件可以被描绘为环形区域。当对手不知道节点的位置时如果对手不是一跳邻居报告事件的消息源的不确定性区域变得非常大。4. 建议计划无线传感器网络是一种自组织的自组织网络，其中传感器节点通过广播共享介质进行通信。 节点可以接收其邻居的 公 钥 ， 并 通 过 使 用 环 签 名 来 采 用 自 组 织 隐 私 方 案（Tscha，2009）。环签名意味着在不泄露原始签名者的情况下生成匿名签名。在环签名方案中，一组潜在的签名者被分配。与组签名不同，该方案不需要协调者或发起者（Das等人，2013年）。这两种方案的主要区别在于，后者需要一个称为组管理器的实体，它预先定义了一组实体，并向它们分发一些不同的密钥。环签名不需要这样的协调器，并且环可以以自组织的方式自主地形成。在典型的环中，所有节点都配备有一对公钥和私钥。签名者节点通过使用其自己的私有密钥来向其自身和其他节点的所有其他公钥发送消息来产生签名。Yu和Guan（2008）给出了环签名的形式化，定义如下。(a) 环征（m，P1，P2，...，P r，s，S s）：使用公钥（P1，P2，.，Pr）与作为第s个成员（实际签名者）的秘密密钥（Ss）一起产生消息（m）的环签名（r签名者使用概率算法进行签名-自然生成(b) Ring-verify：（m，r）验证者接受消息（m）和签名（r），如果它们为真，则包括所有可能签名者的所有公钥，否则，验证者拒绝消息。环签名验证是 一种确定性算法，其具有三个基本的安全性要求。(c) 签名者歧义：验证者无法确定大小为（r）的环的真实签名者的概率大于1。因此，环签名中的匿名性是有限的，并且可以是计算性的或不一致的。232A. Debnath等人.Σ形成环签名，这有助于节点保留其身份。 消息的来源是环的签名者。签名者通过环形结构匿名发送消息。因此，签名人的身份没有透露。在我们假设的场景中，环的签名者是感知事件或对象的节点。由于签名者是匿名的，事件的地点仍然不向非环成员透露。该方案确保了事件或对象的位置方面4.1. 建议方案图4邻近地带（Z）（震源位置未知）。- 是的当验证者是环的验证者而不是实际签名者时，它可以猜测实际签名者概率不大于1.一、-1(d) 正确性：当签名者正确地生成具有任何签名方案的环签名时，验证者满足验证方程。(e) 不可伪造性：环签名是不可伪造性的最强定义。任何非环成员试图代表其他（n）个环成员伪造环签名，而非环成员不是消息的一部分，并且成功是可以忽略的。因此，不属于签名一部分的签名者不能伪造任何消息。环签名的性质表明，任何环签名的大小随环的大小线性增长，因为签名必须包含环成员列表。(a) 数据的隐私：基于网络中每个节点（i）的匿名认证方案与假名相关联，假名是作为身份验证和标识符工作的节点的公钥。每个感知到事件的节点（i）都属于一个环（Ri），它是分布在网络上的有限个节点设（R ={R1，R2，R3，.. . ，Ri}）是在网络中形成的环的集合在事件发生后，环会演变。设（m）是与事件相关的信息，并且（N={N1，N2，N3，.. . ，N，m}）是邻居（m，S），其中（S）是部署在该区域中的节点的集合<每个节点（ieN）生成为环签名（r（m ， P1 ， P2 ，...， Pr ，i，Si ） ），其中（ P1 ，P2，...，Pr）是节点的公钥，并且（Si）是节点的秘密密钥node. 网络中的其他节点在接收到（m，r）时验证签名如果在节点（i）处接收到的签名包含（Pi），则节点（i）输出真并转发消息。否则，节点将丢弃它，签名者在整个网络中保持匿名。所感测的对象或事件通过作为进化环的一部分的节点被不属于环的任何实体都无法获得有关消息中信息的知识因此，该计划符合我们的数据隐私目标。(b) 事件的隐私性：数据嵌入到加密的消息中;此外，消息通过在本节中，我们将讨论我们提出的方案对不同攻击场景的权宜之计首先，将分析所提出的方案对本地对手的有效性，其次是更强大的攻击者类型，称为全球对手。(a) 对抗本地对手：环签名包含很少的固有属性，这些属性可能有利于对手跟踪节点并篡改信息。由于匿名集不同，同一节点生成的两个签名是不等价的。因此，戒指签名是不讨人喜欢的。此外，环（Ri）的签名者（S i）对对手是匿名的，只有当对手无法检测到（i）是环的所有者时。如果（i）的公钥没有被网络中的任何其他环使用，则对手可以非常高的概率得出结论（i）是环（Ri）这种情况是有问题的，其中本地对手可以危害节点（i）。任何其他环将使用环的签名者（Si）的公钥（Ps）的概率是可以忽略的。因此，靠近消息源的本地节点基于网络中产生的事件形成环。因此，冗余路径将从源端通向接收端。冗余路径可以包含节点（i），使得（ieRm）和（ieRn），其中（Rm）和（Rn）是两个不同的环匿名集。试图窃听网络的对手将对包含更多流量的区域感兴趣。靠近sink的节点将有更多的流量。如前所述，网络中的每个节点都是某个环的一部分。因此，更多的节点属于一个以上的匿名集附近的汇。这些节点将成为对手的目标，以了解网络中的信息流。在这种情况下，受损节点可能会给出假阳性或假阴性响应，并将消息发送到下一跳。由于被攻击的节点是某个环的一部分，匿名集中的下游节点可以检测到攻击者的行为。(b) 对抗全球对手：全球对手被认为拥有更强大的计算和通信能力。他们可以比当地的对手拥有更多关于网络的信息，例如环形形成模式或更多交通流量的位置。他们也可以使当地的对手勾结。全球对手可以通过观察流量模式来定位冗余路径。我们讨论了本地攻击者如何危害节点和检测这些被破坏的节点我们假设全局对手将对网络中发生的事件感兴趣。对手坐在一个节点共同不同的环将尝试相关的输出，从而获得访问的上游节点之一。因此，全球的对手可以发起一场相关攻击.这种攻击可以危害节点并篡改）S一基于环签名的无线传感器网络隐私保护233节点B和节点F将不会保持连接。因此，节点A可以被最多5个独立节点包围。5. 仿真结果E图5连接到sink节点的独立节点的最大数量。针对资源受限的传感器网络，进行了几次仿真运行，以验证所提出的方案。从这些模拟中得到的结果是有希望的，并表明我们的方案在不同的网络场景下表现良好。我们改变了每个模拟的节点密度，环大小等，并表明使用环签名来实现隐私是一个强大的方案，并满足了WSN的可扩展性和能耗的基本需求。在本节中，该方案的有效性将通过仿真结果来证明，仿真结果已被纳入图表中。基于图6，发现每个节点的最大延迟为120 ms。 6 ms（表1）。我们注意到，当节点的延迟最小化时，吞吐量最大化。每个节点的应用级延迟和吞吐量证明了该方案的有效性。加密开销将消耗更多的功率感测的数据。但是，网络中的多个路径会将事件报告给接收器。所有这些都受到损害的可能性非常低。因此，汇点或其他下游节点将从不同路径接收多个值。此过程将确保下游节点得出结论，网络中发生了攻击，并且事件也已受到损害。在图5的G（V，E）中，每个节点具有相同的传输功率，一个节点最多与五个独立的节点相邻，这些节点作为它的邻居。考虑一个完整图的一小部分，节点A将被六个依赖节点包围;节点B和F是其中的两个。节点B将支配节点A、节点C、节点F和节点D。类似地，节点F将支配节点A、节点E、节点B和节点D。在节点A处对向的角度为60°。然而，如果这个角度增加d（比方说），那么这种对称性将不成立;节点图6每个节点的延迟。CBD一F表1模拟环境参数。参数值网络面积100· 1002米节点数可变（0带宽250 kbps物理层模型对数正态阴影MAC协议路由协议多路径环路由模拟时间3600 s发射功率57.42 mW无线电型号CC2420初始能量18，720 J（2AA电池）应用层数据包大小可变（2234A. Debnath等人用于加密和解密过程。因此，我们分析了每个节点消耗的能量，从而计算出所提出的计划下的网络的预期寿命。部署70个节点的每个节点延迟和吞吐量 在一个（100·100）米的面积与环大小3所示的图。6和7，分别用于7200 s的模拟。该图显示，节点的最大吞吐量为160 kbps，而最小吞吐量为10 kbps。在图8中，我们绘制了70个节点的模拟中每个节点消耗的能量。该图显示，对于3600 s的模拟时间，每个节点消耗的最大能量为6.6焦耳，而消耗的最小能量为1.5焦耳。与其他节点相比，成为环签名的一部分的节点消耗更多的能量;由于签名生成和验证开销。当节点与增加数量的环相关联时，每个节点消耗的能量增加。在图9中，通过在不使用密码方案和使用环签名方案的情况下改变部署的节点的数量来示出预期寿命。计算-操作开销是任何密码方案的固有问题，其阻碍了方案的最大化。在实现任何加密方案的主要挑战是能量效率，因为在密钥交换，不同的摘要计算等过程中消耗了大量的能量。我们试图通过测量预期寿命来确定环签名方案的能量效率，以显示我们的方案在能量消耗方面的有效性。我们假设，当10%的节点由于缺乏网络生命周期的另一个具体参数而死亡时，网络将功能失调。我们可以看到，环签名的网络生存时间非常接近没有任何密码开销的生存时间。这一发现证明了我们提出的方案可以克服密码方案固有的开销。在sink附近的独立节点的数量只有五个。当来自一个区域中的一组传感器节点的消息沿着不同的路由路径向sink移动时，它们的路径重叠。这种重叠使得图7每个节点的吞吐量。图8每个节点消耗的能量。基于环签名的无线传感器网络隐私保护2352402202001801601401201008060402005060708090 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200数量的节点从其邻域中选择的其他成员提供空间匿名性。为了平衡由于增加的消息大小和易受对手的交互攻击而导致的性能损失，签名的最佳数量必须接近四个，正如模拟实验所建议的那样。实验还表明，该方案提供了隐私和性能损失是可以忽略不计的签名者的最佳数量在环签名。引用马哈茂德，M.M.E.A.，Xuemin，S.，2012.基于云的无线传感器网络热点定位攻击源位置隐私保护方案。IEEE Trans.并行分布System. 23（10），1805-1818.Daojing，H.，Jiajun，B.，森昆，Z.，Chan，S.，Chun，C.，2011.无线传感器网络中支持隐私的分布式访问控制。IEEE Trans.Wireless Commun. 10（10），3472-3481。图9预期寿命与节点密度。消息容易受到相关攻击。攻击者可以找到不同消息共有的环成员，并确定原始源节点。在短时间内只有两三个消息重叠。如果环成员来自其邻域，且签名者的数目超过3个，则相关攻击不能提供唯一的签名者。环签名允许传感器节点隐藏在环的其他签名者中。环签名为传感器节点提供了无条件的匿名性和签名者的身份认证。该计划确认关注事件的发生。证明了环签名中的签名者必须从签名节点的一跳邻居中选出。环中签名者的数量需要超过三个，以防止来自全局对手或不同路由路径聚集的汇点附近的对手的交叉攻击。环签名的规模和计算需求与传感器节点的资源需求和网络的吞吐量相冲突。此外，签名和验证延迟在延迟不容忍或致动器网络中变得重要。为了确定所提出的方案的有效性，我们进行了基于仿真的研究的无线传感器网络。我们观察到，生成和验证签名的计算要求完全在节点的能力范围内。与原始网络相比，签名开销导致的计算延迟和端到端延迟是可以容忍的。最后，我们还发现签名者的最佳数量接近三到四个;这个数量可以防止在大多数路由路径合并的点处的交叉攻击，并保持感测对象的私密性。6. 结论如果消息源自经过认证的源，则可以保护最终用户免于采取错误动作，而如果认证技术保留隐私，则源节点仍然受到保护在无线传感器网络中，流量分析和报头信息可以揭示节点的位置。提出了一种基于环签名的身份认证方法，该方法既能保持源节点的私密性，又能混淆源节点所在区域。环签名为源提供匿名性，杨，P.，曹志，Dong，X.，（中国科学院，中国地质研究所，北京，2003）Zia，T.A.，2011.无线传感器网络中具有恒定通信开 销 的 高 效 隐 私 保 护 数 据 聚 合 方 案 。 IEEE 通 信 Lett. 15（11），1205-1207。Chow，C.Y.，Mokbel，M.F.，他，T.，2011.无线感测器网路之隐私保护位置监控系统。IEEE传输移动Comput. 10（1），94-107。陈，H，Perrig，A. 2003.传感器网络中的安全和隐私，IEEE计算机杂志，美国，pp。103比105Jian，Y.，陈淑仪，张志，张，L.，2008.一种保护无线传感器网络接收方位置隐私的新方案。IEEE Trans. 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