研究方向三：面向多形异构智联网的数据安全问题（网络空间安全）
一、基本介绍
针对智慧物联系统多种应用场景，多种业务类型，多种节点特征，多种网络结构等，着重针对通信传输安全、节点接入安全、网络共享安全、数据隐私与可用等角度，研究跨层“应用层-网络层-物理层”与跨域“蜂窝网-自组网”的组合安全与协作隐私保护机制，突破组合安全难题，实现分级、可扩展层间安全。
（1）跨层-跨域的数据安全传输与共享：传统网络空间安全策略是针对某一层次进行单独设计。这种独立的安全机制虽然可在一定程度上抵御威胁，但由于安全机制之间没有协调工作，可能出现冗余安全并缺乏对于安全问题的自适应，因此提取各层属性特征并分析关联性，设计跨层次的安全传输机制，是未来网络空间安全策略设计的主要目标之一。此外，面向应用的多种网络结构不断融合，从而形成了有中心网络与无中心网络的混合架构，多形异构智联网中的节点可随时在异构网络中切换。网络空间安全存在域间漏洞，极易被攻击者所利用。因此进行域间组合安全机制的设计，实现异构网络统一安全传输也是未来无线通信的研究重点与难点之一。
跨层数据安全传输（网络层-物理层；应用层-物理层）策略设计
跨域数据安全传输（授权网络-授权网络；授权网络-非授权网络）策略设计
（2）多形异构智联网安全、云/雾计算安全：在多形异构智联网中，大量的终端用户数据在多个节点中存储和处理，这就造成了数据共享与身份隐私保护之间、外包数据与数据隐私之间和基于位置的服务与位置隐私之间等一系列数据服务与数据隐私安全间的矛盾。可从用户的身份、行为、兴趣和位置等角度出发，构建轻量级的动态和细粒度的隐私安全防护机制，以实现在各个节点协同操作过程中保护用户隐私不被泄露的同时支持对数据进行各类操作。系统安全架构如图所示。
分布式存储安全与数据共享
云安全与边缘计算安全（DDoS、女巫攻击、中间人攻击、恶意网关攻击等）
数据可用性与节点隐私保护的博弈
二、在研、已结科研项目
课题组在该方向的研究自2014年起，已结科研项目2项，在研国家级项目1项。从跨层（物理层-网络层-应用层）与跨域（蜂窝网-自组网）相结合角度探讨安全传输与隐私保护架构，研究支持多业务融合的异构网络提出了基于合作干扰的物理层安全传输策略、面向用户特征的网络层安全协议、针对多应用协同的应用层访问控制机制，突破域间组合安全难题，探讨分级、可扩展层间安全。
1. 面向下一代无线网络的多维度物理层安全绿色通信系统研究（在研）
国家自然科学基金面上项目，执行期：2019年1月至2022年12月，课题负责人：霍炎
作为未来无线移动通信系统的典型架构，分层异构网络以其模块化、灵活性和可扩展性等特点，适应着未来移动大数据与智慧网络不断增长的需求。由于无线移动网络的传输开放性和接入用户的多样性与动态性，数据安全传输问题应运而生。研究者引入了合作干扰应对窃听者截取数据。但当前研究并未将网络层传输协议及节点属性等引入系统级的安全策略设计。基于此，课题组认为有必要针对未来无线移动通信网络大规模数据传输的安全问题，设计相应的合作干扰策略，满足系统级物理层安全性能指标。
（1）设计满足异构网跨层次多用户场景的合作干扰安全传输策略；
（2）基于合作干扰节点可信度，分析物理层安全性能；
（3）根据网络层传输协议，制定基于分组内容的间歇性干扰策略；
（4）分析共谋窃听情况的安全性并设计相应的合作干扰策略。
代表成果：
(1) Yan Huo, Xin Fan, Liran Ma, Xiuzhen Cheng, Zhi Tian, Dechang Chen, Secure Communications in Tiered 5G Wireless Networks with Cooperative Jamming, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.18 (6), 2019, pp.3265-3280
(2) Qinghe Gao, Yan Huo, Tao Jing, Liran Ma, Yingkun Wen, Xiaoshuang Xing, An Intermittent Cooperative Jamming Strategy for Securing Energy-Constrained Networks, IEEE Transactions on Communications, vol.67(11), 2019, pp.7715-7726
(3) Yingkun Wen, Yan Huo, Liran Ma, Tao Jing, and Qinghe Gao, A Scheme for Trustworthy Friendly Jammer Selection in Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE Transactions on on Vehicular Technology, vol.68 (4), 2019, pp.3500-3512
(4) Yingkun Wen, Yan Huo, Tao Jing, Qinghe Gao, A Reputation framework with Multiple-threshold Energy Detection in Wireless Cooperative Systems, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2020, Accepted
(5) Xin Fan, Yan Huo, Security Analysis of Cooperative Jamming in Internet of Things with Multiple Eavesdroppers, IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), Waikoloa, HI, USA, December 9-13, 2019
2. 协作认知无线电网络中物理层安全问题研究（已结）
国家自然科学基金面上项目，执行期：2016年1月至2019年12月，课题负责人：荆涛
随着无线电频谱资源的日益紧缺，研究者们对合作认知网的研究日渐深入，其安全问题逐渐受到关注。近年来，研究者们提出了物理层安全技术，旨在将无线通信物理层技术用于加强网络底层安全，研究物理层技术对信息安全容量的影响，实现无高层加密时的信息安全传输。为了在合作认知网中实现上述目标，本项目组认为有必要对主动防御（基于协同干扰技术）和被动防御（基于跳频技术）两种物理层安全方案进行深入的分析和细致的设计。
（1）设计行之有效的协作者选择方案，选择适当的协作者进行协同干扰；
（2）设计基于协同干扰技术的全局功率优化方案，最终获得较高的安全容量；
（3）设计切实可行的跳频防御窃听方案，达到躲避窃听者的目的。
代表成果：
(1) Tao Jing, Zhen Li, Liwen Jiang, Yan Huo, Preventing Eavesdropper by Artificial Noise in MIMO-OFDM Systems, Wireless Personal Communications, 2018.4, 99(3), pp.1103~1121
(2) Yan Huo, Yuqi Tian, Liran Ma, Xiuzhen Cheng, and Tao Jing, Jamming Strategies for Physical Layer Security, IEEE Wireless Communications, vol. 25, no. 1, pp. 148-153, 2018
(3) Kaiwei Jiang, Tao Jing, Fan Zhang, Yan Huo, Zhen Li, ZF-SIC Based Individual Secrecy in SIMO Multiple Access Wiretap Channel, IEEE ACCESS, vol. 5, pp. 7244~7253, 2017
(4) Zhen Li, Tao Jing, Yan Huo, Jin Qian, Achieving secure communications in multi-antenna cooperative cognitive radio networks using cooperative jamming, International Journal of Sensor Networks, vol.22(2), pp.100~110, 2016
(5) Zhen Li, Tao Jing, Yan Huo, Joint relay and jammer selection in Internet of Things systems International Journal of Distributed Sensor Networks, vol.13, no. 1, 2017
(6) Liang Huang, Xin Fan, Yan Huo, Chunqiang Hu, Yuqian Tian, Jin Qian, A Novel Cooperative Jamming Scheme for Wireless Social Networks Without Known CSI, IEEE Access, vol. 5, pp.26476-26486, 2017
(7) Kaiwei Jiang, Tao Jing, Yan Huo, Fan Zhang, Zhen Li, SIC-Based Secrecy Performance in Uplink NOMA Multi-Eavesdropper Wiretap Channels, IEEE Access, vol. 6：19664~19680, 2018
(8) Yan Huo, Mi Xu, Xin Fan, Tao Jing, A novel secure relay selection strategy for energy-harvesting-enabled Internet of things, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2018
(9) Yingkun Wen, Yan Huo, Liran Ma, Tao Jing, Qinghe Gao, A Scheme for Trustworthy Friendly Jammer Selection in Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 68(4), pp.3500~3512, 2019
(10) Kaiwei Jiang, Tao Jing, Yan Huo, Fan Zhang, Zhen Li, Analysis of Secrecy Performance in Fading Multiple Access Wiretap Channel with SIC Receiver, 2017 IEEE INFOCOM, Atlanta, USA. 2017.5.1-2017.5.4
(11) Kaiwei Jiang, Tao Jing, Zhen Li, Yan Huo, and Fan Zhang, Individual secrecy of fading homogeneous multiple access wiretap channel with successive interference cancellation, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Vol. 2017, No. 1, 165, 2017
(12) Qinghe Gao, Yan Huo, Liran Ma, Xiaoshuang Xing, Xiuzhen Cheng, Tao Jing, and Hang Liu, Joint design of jammer selection and beamforming for securing MIMO cooperative cognitive radio networks, IET Communications, vol. 11, no. 8, pp. 1264-1274, 2017
(13) Qinghe Gao, Yan Huo, Liran Ma, Xiaoshuang Xing, Xiuzhen Cheng, Tao Jing, Hang Liu, Optimal Stopping Theory based Jammer Selection for Securing Cooperative Cognitive Radio Networks, 2016 IEEE GLOBECOM, Washington D.C., USA, 2016.12.4-2016.12.8
(14) Xu Mi, Jing Tao, Fan Xin, Wen Yingkun, Huo Yan, Secure Transmission Solutions in Energy Harvesting Enabled Cooperative Cognitive Radio Networks, 2018 IEEE WCNC, Barcelona, Spain, 2018.04.15-2018.04.18
(15) Luwei Wei, Tao Jing, Xin Fan, Yingkun Wen, Yan Huo, The Secrecy Analysis over Physical Layer in NOMA-enabled Cognitive Radio Networks, 2018 IEEE ICC, Kansas City, USA, 2018.5.20-2018.5.24
(16) Yingkun Wen, Tao Jing, Yan Huo, Zhen Li, Qinghe Gao, Secrecy Energy Efficiency Optimization for Cooperative Jamming in Cognitive Radio Networks, International Conference on Computing, Networking and Communications, Hawaii, USA, 2018.3.5-2018.3.8
3. 移动社交网络中考虑用户自私性的路由协议研究（已结）
国家自然科学基金面上项目，执行期：2015年1月至2018年12月，课题负责人：霍炎
随着智能移动终端设备的普及，其广泛应用推动了分布式移动社交网络的诞生。由于移动社交网络中社交关系拓扑结构的快速变化，使得其数据传输与共享变得较为困难。如何针对瞬时社交关系拓扑研究有效的数据传输是近年来的研究热点。此外，私密近邻检测是基于智能终端的移动社交网络中典型应用之一，但人们在享受基于位置服务所带来的快捷和便利的同时，也同样面对着个人隐私信息暴露的风险。最后，移动社交网络中的典型应用中数据隐私与可用性之间存在着博弈关系，如何在二者之间寻找平衡点也是当前亟待解决的问题之一。课题针对移动社交网络的固有特征和当前路由协议设计所面临的问题，围绕网络社交关系与节点属性进行分析，探讨了可靠高效路由、私密近邻检测、数据的安全共享与隐私保护等工作。
（1）基于社交关系的可靠高效路由的研究：重点研究了具有社交关系的移动模型、基于社交移动模型的链路可靠性预测算法、SoRoute:可靠高效的路由算法及性能验证平台。
（2）移动社交网络中基于社交属性的路由算法研究：重点研究了基于二元网络的路由算法、基于加权网络的路由算法。
（3）面向移动社交网的私密近邻检测算法研究：重点研究了基于＂一度＂网格的近邻检测算法、基于参考点的近邻检测算法、基于Paillier算法的高效私密近邻检测算法、基于EPPD算法的私密近邻检测解决方案。
（4）面向移动社交网络的数据分享与隐私保护研究：重点研究了基于用户属性特征的匹配协议、基于门限属性的可追踪签密方案、自适应ω事件差分隐私的实时数据聚合。
代表成果：
(1) Yan Huo, Chunqiang Hu, Xiaowei Qi, and Tao Jing, LoDPD: A Location Difference-Based Proximity Detection Protocol for Fog Computing, IEEE Internet of Things Journal, vol. 4, no. 5, pp. 1117-1124, Oct. 2017
(2) Yan Huo, Chengtao Yong, and Yanfei Lu, Re-ADP: Real-time Data Aggregation with Adaptive w-event Differential Privacy for Fog Computing, Wireless Communications and Mobile Computing, vol. 2018, pp. 1-13, 2018
(3) Yan Huo, Jinghao Qi, Zhen Li, and Tao Jing, APPOW: An Advanced Routing Protocol Based on Parameters Optimization in The Weighted Mobile Social Network, China Communications, Vol. 13, No. S1, pp. 107-115
(4) 1. Tao Jing, Jie Zhou, Hang Liu, Zhewei Zhang, Yan Huo. "SoRoute: a reliable and effective social-based routing in cognitive radio ad hoc networks." EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2014
(5) Tao Jing, Ping Lin, Yanfei Lu, Chunqiang Hu, and Yan Huo, FPODG: A Flexible and Private Proximity Testing Based on “One Degree” Grid, International Journal of Sensor Networks, Vol.20, No.3, pp. 199-207, 2016
(6) Tao Jing, Yating Zhang, Zhen Li, and Yan Huo, DRL: A multi-factor mobility model in mobile social networks, Wireless Personal Communications, Vol. 95, No. 2, 2017
(7) Chunqiang Hu, Yan Huo, Efficient Privacy-Preserving Dot-Product Computation for Mobile Big Data, IET Communications, Vol.11, No.5, 2017, pp. 704-712
(8) Chunqiang Hu, Hongjuan Li, Yan Huo, Tao Xiang and Xiaofeng Liao, Secure and Efficient Data Communication Protocol for Wireless Body Area Networks, IEEE Transactions on Multi-Scale Computing Systems, Vol. 2, No. 2, 2016, pp.94-107
(9) Tao Jing, Yu Pei, Bowu Zhang, Chunqiang Hu, Yan Huo, Hui Li, and Yanfei Lu, An Efficient Anonymous Batch Authentication Scheme Based on Priority and Cooperation for VANETs, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol.2018, pp.277, Dec.2018
(10) 霍炎, 黄鹏, 李洁, 卢燕飞, 荆涛. 一种基于位置相似性的智能终端动态密钥分配机制, 发明专利, ZL 2013 1 0676470.5
(11) 国家级大学生创新创业训练计划项目：面向物联网应用的非音频入侵攻击与检测（视频）