无线通信、嵌入式技术和微电子系统的发展推动着无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的不断进步,使得WSNs的应用场景从最初的军事战场逐步扩展到环境监测、现代医疗和智能家居等领域。传感器节点能量有限,无法进行大量的数据操作,通常采用数据聚合(Data Aggregation,DA)技术去除冗余信息,减少数据传输量,缓解网络的能耗压力。然而,在聚合过程中大量的数据被存储在聚合节点(Aggregation Nodes,ANs),使其容易成为恶意行为的攻击目标,这对网络的隐私保护提出了巨大的挑战。此外,随着网络应用范围的不断扩大,目前单一的查询和聚合方式已不能满足网络的应用需求。鉴于此,本文将WSNs中数据聚合的隐私保护、网络能耗作为研究重点,通过研究多查询和多聚合方式丰富网络功能。其主要研究内容如下:(1)针对网络中多查询机制的隐私保护难题,研究支持多种查询的隐私保护协议,利用椭圆曲线加密算法为不同查询类型分配对应的密钥,增加密钥数量,提高密文的破解难度,结合消息认证码(Message Authentication Code,MAC)来验证数据完整性,实现多查询的隐私保护。另外,该协议中的传感器节点将不同查询的响应聚合成一个数据包,使网络可以同时响应多个查询请求,丰富WSNs的功能,并通过这种响应方式减少节点之间的通信量,降低网络的通信开销。(2)对于WSNs中数据聚合方式单一的问题,探讨支持多聚合函数的隐私保护协议。将同态加密方案与差分扰动技术相结合,构造差分映射函数集,降低不同节点选择相同函数的概率,保护网络隐私。基于该隐私保护方式,分别提出加法聚合隐私保护机制和非加法聚合隐私保护机制,实现加法和非加法聚合,扩大网络的应用场景,提高WSNs的普适性。同时,利用数据映射缩小原始数据值,降低网络中的信息传输量,减少通信成本。(3)为解决多聚合函数隐私保护协议中加法和非加法聚合机制无法为数据提供完整性保护的问题,提出差分扰动多聚合容错机制,利用多项式进行数据拟合,实现多聚合机制的完整性验证,进一步提高网络的隐私保护性能。