物联网感知层信息安全传输方法研究

物联网感知层是网络信息传递的载体,也是物与物之间进行传递的基础,信息传递的安全性是如今网络持续发展的首要问题。传统的物联网安全管理系统可以满足网络层,但存在信息传递过程中安全性较差及节点的信息传递隐蔽性不足等缺点。笔者围绕物联网感知层的安全机制,设计物联网感知层信息安全传输系统框架,对网络系统进行调整,最终通过对比实验方式认证设计方案的有效性,从而使网络信息的传输具有安全可靠性。     

面向物联网的隐私数据安全问题研究

物联网已经成为当今社会现代化发展的重要战略产业,其涉及交通运输、国家安全、工业生产及医疗服务等多个领域,物联网的应用已经渗透到社会的方方面面.物联网由无线传感器、传感器节点、网络、存储设备等构成,无线传感器采集数据、传感器节点计算和分配数据,网络是数据传输的通道,数据库存储数据.数据传输安全是物联网可靠应用的基础,由于传感器节点数量大、传输网络存在被侵入等威胁,研究物联网数据安全尤其是隐私数据安全问题对于物联网的应用具有非常重要的作用.对现有物联网安全问题进行了分析,分别从信息获取和信息传输两个方面探讨了解决物联网隐私数据安全问题的方法,结合现有数据加密、双向认证、压缩感知等技术提出了物联网信息获取时双向认证机制解决信息获取时的安全问题,在构建物联网信息传输时,隐私数据安全传输模型解决信息传输时的安全问题.     

基于IKEv2的物联网认证与密钥协商协议

在物联网中,关键的安全认证协议主要位于服务器与节点之间的通信中,一旦节点的身份被假冒,则服务器会接收到错误的数据;一旦服务器的身份被假冒,则节点反馈给服务器的信息将被泄露.论文针对物联网中存在的以上攻击,改进了Internet密钥交换协议IKEv2,进一步完善了其认证功能,更好地保证了服务器与节点之间的安全通信.     

基于物联网感知层的节点连通算法

随着物联网（IoT）中设备的种类和数目增多,产生的数据量激增,海量数据不但加重网络负载,同时影响物联网的传输和处理速度。而一些处理上比较简单的实时数据,在感知层设备获取之后直接进行数据融合,不但能够节省大量带宽,还能降低处理所需时间,提高实时性。基于这种思想,提出感知层节点连通算法,使感知层设备协同进行数据处理工作。实验证明：感知层节点连通算法能够实现节点之间的连通,实现在感知层设备之间交换信息,协同工作,降低网络负载,提高实时性的目的。     

一种基于认证的物联网安全传输机制

针对现有物联网传输机制的安全问题,提出一种基于认证的安全传输机制。在物品信息的感知阶段给出基于认证的RFID协议以保证标签的正确性,通过Hash计算、嵌套加密等操作,实现本地物品信息服务器与远程物品信息服务器间物品信息的安全传输。基于物联网的温湿度传感器实验与无线通信实验结果表明,该机制能够保证信息的安全传输,计算开销和通信开销均优于MLDL方法。     

车载自组织网络中新颖的无加密匿名认证方案

针对车载自组织网(VANET)身份认证中的隐私信息保护问题,提出了一种新的基于线性方程组理论的匿名认证方案。该方案不使用传统的任何对称或非对称加密算法,而是利用线性方程组的求解理论,构建了一种匿名身份认证模型,在保证节点身份可认证的同时又防止了节点身份信息在非安全传输信道上泄露。此外,方案不仅满足了车辆单元节点(OBU)与路边单元节点(RSU)间的身份认证的需求,而且确保了车辆节点之间的身份认证。安全性和复杂性分析结果表明,所提方案安全可靠,且有较低的计算和通信开销。     

物联网移动节点直接匿名漫游认证协议

无线网络下传统匿名漫游协议中远程域认证服务器无法直接完成对移动节点的身份合法性验证,必须在家乡域认证服务器的协助下才能完成,导致漫游通信时延较大,无法满足物联网感知子网的快速漫游需求.针对上述不足,提出可证安全的物联网移动节点直接匿名漫游认证协议,远程域认证服务器通过与移动节点间的1轮消息交互,可直接完成对移动节点的身份合法性验证.该协议在实现移动节点身份合法性验证的同时,具有更小的通信时延、良好的抗攻击能力和较高的执行效率.相较于传统匿名漫游协议而言,该协议快速漫游的特点更适用于物联网环境.安全性证明表明,该协议在CK安全模型下是可证安全的.     

物联网感知层一种分层访问控制方案

在物联网感知层中,用于信息采集的感知层节点需要根据隐私、安全或定制消费等需要,按不同级别提供授权用户的数据访问,这导致传统的访问控制方案无法满足用户安全高效的按需访问需求.为此,提出了一种分层访问控制方案.将同安全级别感知节点划分为一个层次节点,由层次节点之间形成的偏序关系构成一个分层的访问控制模型.本方案的优势体现在:每个用户和分层节点仅存储单个密钥材料,通过密钥推导获得访问当前及下层所有资源的密钥值,减少存储开销的同时提高了系统的安全强度;支持层次节点的动态扩展及密钥材料的动态更新;满足标准模型下的可证明安全及其他扩展安全.分析表明,方案能很好地满足物联网感知层的访问控制需求.     

物联网中移动节点抗克隆攻击的UC安全认证协议

物联网中的感知网一般由计算、通信和存储能力极差的感知节点通过移动节点和静态节点相结合的方式构成,以采集信息;而传输网通常利用现有互联网的基础设施,提供强大的计算、通信和存储服务。为了满足物联网中移动节点漫游时实施接入认证的访问控制要求,同时兼顾实际应用中可行性与移动节点轻量级、抗物理克隆攻击等的安全性需求,基于物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF),提出了移动节点抗克隆攻击的UC(Universally Composable)安全认证协议,其可实现移动节点漫游到其他区域时与接入基站之间的双向认证与密钥交换过程。分析表明,所提出的协议在UC安全模型下是可证明安全的。     

泛在电力物联网可信安全接入方案

为全面提高全业务泛在电力物联网安全综合防御能力,解决目前全业务泛在电力物联网安全防护指导和终端认证机制的缺失和不足,本文提出一种泛在电力物联网可信安全接入方案。首先给电力物联网终端层设备确定一个唯一标识的指纹信息;然后结合该指纹信息,采用身份标识密码技术实现终端层设备的接入认证,阻断非法终端的接入;最后设计合法终端的身份信息安全传递机制,根据身份信息对合法终端的异常行为进行溯源。     

基于WIFI的井下多媒体环境感知节点设计

为满足煤矿井下生产一线与应急救灾的环境监测需要,文章以井下WIFI无线网络建设为基础,设计了一种融入视频监控技术和传感器监测技术的感知节点;该节点采用嵌入式Linux操作系统和TMS320DM365处理器作为软硬件平台,能够实现视频信息的采集、H.264压缩及传输,以及甲烷、加速度、温度等信息的采集与传输功能;测试结果表明,在1Mbps带宽下,节点可以提供PAL制式(分辨率720*576,帧率25fps)的实时视频信息;利用感知节点可以对井下多维环境信息进行实时监测,为煤矿安全生产与灾后救援监控提供有力保障。     

压缩感知的IPv6无线传感网信息隐藏方法

保障隐私数据安全是IPv6无线传感网安全的一个重要研究内容,信息隐藏技术能够利用隐私数据的特点实现数据的不可见性,在隐私安全保护方面发挥着重要作用.针对IPv6无线传感网的特点和数据隐匿性的安全需求,结合压缩感知理论,实现隐秘传输的计算开销集中在资源富裕的汇聚节点端.利用压缩感知,有效地将感知层节点端的计算开销大幅度降低,提出一种适用于IPv6无线传感网环境下的信息隐藏方法.该方法主要包括隐藏密钥的管理、嵌入算法的设计和提取算法的设计,以此为IPv6无线传感网敏感数据的传输提供隐匿性,保障网络中敏感数据的安全性.结果表明,该信息隐藏算法在嵌入过程中,随着敏感数据的增加,通信开销低于25%.     

LED路灯无线传感网络的智能监控设计

为了实现对LED路灯网络的智能监控,提出LED路灯无线传感网络的解决方案。在以IEEE 802.15.4协议作为物理层和数据链路层协议的基础上,设计一种简易的网络协议。该协议通过采用单跳、双跳以及变跳3种接力通信模式,可以实现对整个路灯网络所有节点快速命令覆盖,也可以对任意节点进行控制与状态数据收集;当网络节点出现故障时,能准确地报告故障节点的相关信息,也能跳过故障节点继续信息的传输。     

基于改进ACO的WSN感知数据传输策略研究

无线传感器网络(WSN)能够利用传感器节点快速准确地获取物理世界的信息从而作为物联网的感知层在监控领域得到了广泛的应用,而能量利用率是能量受限无线传感器网络的一个关键属性,直接影响网络的生命周期.经典的分层路由LEACH(及其变种)算法是无线传感器网络中最常见的节能路由协议.该文提出了一种改进的LEACH算法,由sin...     

基于压缩感知理论的WSN微震源定位节点设计

提出了一种基于压缩感知的WSN微震源数据压缩算法.利用WSN微震信息的可稀疏化表示,设计出与稀疏基相关性低的稀疏观测矩阵,保证了压缩数据的可重构性,介绍了整个WSN微震源定位节点的系统设计,包括采集、存储以及无线传输方式等.将该压缩感知算法在硬件系统中实现,可利用较少的数据采集实现微震源定位,从而大大提高了存储、采集及WSN的效率.实验结果表明,该算法的硬件实现在保证微震信息完整性的基础上,数据压缩率达到60％,具有十分重要的研究意义.     

基于互联网+的高校能源管理信息系统设计与开发

为了实现高校能源管理的信息共享,提高对高校能源信息管理的智能水平,提出一种基于互联网+的高校能源管理信息系统开发设计方案。系统采用感知层、网络层和应用层的三层结构,采用RFID、 条形码、蓝牙、红外等数据信息感知技术进行高校能源信息的原始采集,在网络层通过ZigBee 和无线通信技术进行信息融合传输,在控制设备中导入原始数据,在互联网+环境下建立数据处理中心,根据能源管理系统的现实需求进行信息融合和数据存储管理,设计嵌入式控制器对串口、并口、USB端口、以太网口及GPIB接口进行集成控制,在Linux内核下实现高校能源管理信息系统应用程序开发。系统测试结果表明,采用该系统进行高校能源管理,具有较好的信息存储、信息调度和信息检索能力。     

基于移动—能量代价函数的无线自组织网络路由策略研究

能量均衡技术一直是无线自组织网络的热点研究领域.在深入研究网络信息传输特性的基础上,提出了一种基于移动-能量代价函数的无线自组织网络路由策略,并用于网络信息传输.首先,本文考虑节点连通性、能量均衡性,提出了一种节点移动策略;然后,以传输路径节点集合中的瓶颈节点剩余能量、传输链路数量作为准则,建立以网络节点为对象的能量代价函数.基于移动-能量代价函数的路由策略从链路层的决策转移到节点层的决策.最后,采用MATLAB数值仿真该路由策略的性能,结果显示:本文提出的移动-能量代价函数的路由策略既保持了原有路由优化的精度,延迟网络瓶颈节点能量下降速度,提高网络生存时间.     

可调分辨率的水下传感器网络压缩感知重构算法

针对水下传感器网络信息获取过程的特点和压缩感知精确重构原始信号的限制条件,提出一种可调分辨率的水下传感器网络压缩感知重构算法。 Sink节点根据获取到的随机观测向量的维度以及给定的分辨率调整策略,计算出重构分辨率,并根据重构分辨率及获取到的节点数据的位置信息处理随机观测向量,构造观测矩阵,最后,采用压缩感知重构算法重构待观测区域的原始物理信息。仿真结果表明,当节点的感知概率较小时,相比于固定分辨率的重构方案,可调分辨率的重构方案能显著提高重构精度。     

压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案

由于水下传感器网络特殊的工作环境,节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题,本文提出一种LEACH和压缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS_LEACH)。根据LEACH协议对网络节点分簇后,簇内节点可以以概率q决定是否参与感知数据,簇内感知到的数据加权叠加后,由簇头传输至Sink节点。在Sink节点,利用压缩感知重构算法进行信息重构,从而得到监测区域的信息图谱。理论分析和仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,CS_LEACH方案在保证重构精度的前提下,大大节约了节点能量,延长了网络生存周期。     

基于TEEN协议和BP神经网络的WSN数据融合模型

针对无线传感网感知数据中含有大量无效或冗余数据的现象,本文提出了一种基于TEEN协议和BP(Back Propagation, BP)神经网络的数据融合模型。该模型利用三层BP神经网络描述簇结构,通过TEEN阈值过滤非必要信息,在簇结构信息传输过程中运用神经网络功能函数处理大量感知数据,从中提取感知数据的特征值并转发至汇聚节点。实验仿真表明,该模型无论在数据通信量、使用寿命及网络消耗上都优于TEEN协议,在降低网络通信量和网络能耗的同时提升了网络的使用寿命,大大提升了数据采集的效率和性能。