(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210360801.3 (22)申请日 2022.04.07 (71)申请人 江西师范大学 地址 330027 江西省南昌市紫阳 大道99号 (72)发明人 章志明　黄舒琳　吴福英　杨伟　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 专利代理师 韩晓娟 (51)Int.Cl. H04W 4/38(2018.01) H04W 12/00(2021.01) H04W 12/033(2021.01) H04W 12/106(2021.01) H04W 84/18(2009.01) H04L 9/00(2022.01)H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种无线传感器网络多时段数据融合方法 和系统 (57)摘要 本发明公开了一种无线传感器网络多时段 数据融合方法， 包括： 将传感器网络分簇， 每个簇 中包含簇头节 点和普通节点， 获取普通节点在多 个时间段分别接收 的数据， 采用改进的Paillier 同态加密体制对接收的数据进行加密隐藏， 采用 基于身份的签名方法对不同时间段接收的数据 进行签名得到签名数据， 发送隐藏数据和签名数 据给簇头节 点， 每个簇头节点分别聚合簇内普通 节点的隐藏数据和签名数据、 并发送给基站， 基 站恢复所有传感器多个时间段隐藏的聚合数据、 并根据聚合后的签名数据验证恢复数据是否被 篡改。 该方法 降低了计算复杂度， 减少了数据的 冗余度。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114745689 A 2022.07.12 CN 114745689 A 1.一种无线传感器网络多时段 数据融合方法， 其特 征在于， 包括： 将传感器网络分簇， 每 个簇中包 含簇头节点和普通节点； 获取普通节点在多个时间段分别接收的数据， 采用改进的Paillier同态加密体制对接 收的数据进行加密隐藏， 采用基于身份的签名方法对不同时间段接收的数据进行签名得到 签名数据， 发送隐藏数据和签名数据给簇 头节点； 每个簇头节点分别聚合簇内普通节点的隐藏数据和签名数据、 并发送给基站， 基站恢 复所有传感器多个时间段隐藏的聚合数据、 并根据聚合后的签名数据验证恢复数据是否被 篡改； 其中采用改进 的Paillier同态加密体制对接收的数据进行加密得到隐私数据具体包 括： 采用公式 对接 收的数据进行加密， 其中， 表示超递增序列， 表示传感器节点接收的数据， Si， j表示每个网络节点基于身份的私钥， g表示生成元， q表示 大素数， mod表示取模运 算符； 基于身份的签名方法对不同时间段接收的数据进行签名具体包括： 计算Pi， j＝H1(IDi， j)， 计算Pβ＝H2( β )∈G1， 其中Pi， j表示每个传感器网络节点分配的唯一 的身份标识IDi， j的Hash函数H1对应值， Pβ表示共同的状态参数β 的Hash函数H2对应值； 对时间段t1， t1， ...， tw传感器节点接收的数据签名得到签名数据， 其中， w表示时间段的下 标值。 2.如权利要求1所述的一种无线传感器网络多时段数据融合方法， 其特征在于， 在将传 感器网络分簇之前还要 进行传感器网络参数选择， 其包括： 选择一个网络安全参数k∈Zq， 选择一个大素数q＞2k， 生成两个以q为阶的一个加法群 G1和一个乘法群G2， 一个双线性对映射e： G1×G1→G2， 选择两个 安全的Hash函数H1， H2： {0， 1}* →G1， 从群G1中选择一个生成元P， 选择一个随机数s∈Zq为系统主秘钥， Q＝sP为系统公钥， 为每个传感器网络节点分配一个唯一的身份标识IDi， j∈{0， 1}*， IDi， j表示第i簇的第j个网 络节点的唯一身份标识， 计算每个网络节 点基于身份的私钥Si， j＝sPi， j， 选择一个共同的状 态参数β ∈{0， 1}*， 计算Pβ＝H2( β )∈G1， 计算T＝PβP， 选择一个生成元 选择一个超递增 序列 其中， 是大素数， 每个 的长度 且满足 其中， N表示传感器网络中节点的总数， d表示传感数据的最大值。 3.如权利要求2所述的一种无线传感器网络多时段数据融合方法， 其特征在于， 在所述 感器网络参数选择之后和普通节点接收数据之前， 存储网络传感器节点参数： IDi， j， Si， j， H1， H2， β， g， q； 存 储基站所有节点的私钥以及参数： k， q， e， G1， G2， H1， H2， P， s， Q， T， g。 4.如权利要求2所述的一种无线传感器网络多时段数据融合方法， 其特征在于， 所述分 别聚合簇内普通节点的隐藏 数据和签名数据， 包括利用公式 进行普通节点的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114745689 A 2隐藏数据聚合， 其中， Ci， j表示簇i中的普通节点j的多个时间的加密数据， m表示簇i中的普 通节点数， Ci表示聚合隐私数据， 采用公式 聚合签名数 据。 5.如权利要求2所述的一种无线传感器网络多时段数据融合方法， 其特征在于， 所述基 站恢复所有传感器多个时间段隐藏的聚合数据， 包括： 依次取出所有节点的私钥Si， j， 计算： 其中， n表示簇 头节点数； 对n个簇头节点发送给它的隐私数据进行聚合得到： 计算 计算 根据得到的D， 执行以下步骤分别恢复出时间段{t1， t2， ...， tw}对应的原始聚合数据 D1， D2， ...， Dw； 令Yw＝D； 对于x＝w到2执行 因为 所以 重复以上三个步骤， 恢复得到时间段t1， t2， ...， tw对应的原 始聚合数 6.如权利要求1所述的一种无线传感器网络多时段数据融合方法， 其特征在于， 所述根 据聚合后的签名数据验证恢复数据是否被篡改， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114745689 A 3