布鲁姆过滤器(Bloomfilter)是一种具有空间节俭、查询高效的数据结构。在无线传感网中,一种将信息加密传输的方式是,在传输的每一个节点中进行消息的加密和解密,频繁的加密和解密操作增加了传感节点的计算开销,让传感节点的寿命减少。使用布鲁姆过滤器可以降低传感节点在无线传感网中传输加密的消耗。同时随着IP地址数量的逐渐增多,基于IP地址的TCP的流量监控算法已经越来越受到关注,传统的基于键值对的流量监控算法也随着IP地址的增多而变得极具挑战性,基于布鲁姆过滤器的TCP状态查询算法也逐渐成为热点。因此,本论文围绕这两大问题,展开了深入的研究,本文的主要工作以及创新点如下:针对无线传感网中信息的隐私保护问题,本文基于布鲁姆过滤器和同态加密函数设计了一种隐私保护的布鲁姆过滤器(Privacy Preservation Invertible Bloom Filter,PPIBF),并设计该结构的插入,聚合,和展示算法。PPIBF结构的设计仅仅只在数据采集时进行加密,在中间传输节点不需要解密操作,因此节省了中间节点的计算开销,增加中间节点的寿命。最后通过安全性分析和实验分析表明PPIBF能将信息得到有效的保护,并且节省中间节点的计算开销。针对TCP流量监控问题,本文设计了状态布鲁姆过滤器(stateBF)来存储所有TCP流的状态。基于状态布鲁姆过滤器的结构设计了状态布鲁姆过滤器的插入,删除,查找操作,使得该算法能够快速的进行TCP流状态的更新和查询操作。最后,使用网络上公开数的TCP流数据集以及自己采集的校园网TCP流数据集进行实验,实验显示相较于现有的两种基于布鲁姆过滤器的状态查询算法(sBF以及kBF)而言,状态布鲁姆过滤器有更小的假阳性和更小的假阴性,适合在大型网络中应用。