key-nets同态加密方案的安全性分析及改进

key-nets作为第一个光学同态加密方案,用以保护用于机器学习的图像的隐私。但是在视觉传感器被非法获得的情况下,笔者通过求解线性方程组得到了key-nets方案中用于加密图像的密钥。鉴于该方案中存在的这一安全隐患以及机器学习模型训练的困难性,笔者借助Diffie-Hellman密钥交换协议,提出了一种在不改变原卷积网络结构的条件下,每次加密都可以使用不同的广义随机矩阵的同态加密方案,进而在提高了key-nets的加密密钥的安全性的同时,也提高了与视觉传感器相匹配的卷积网络的安全性。通过对方案的可行性、隐私参数以及前向安全性、后向安全性等方面的分析,证明了改进后的方案即使在攻击者非法获得视觉传感器的情况下,图片信息仍能够被保护。     

基于同态加密的可验证隐私数据聚合方案

为克服传统无线传感器网络数据聚合方案在数据保密计算、防止抵赖、抵御内部和外部攻击、追查并修复错误等方面的性能及安全性与效率上的不足,本文构造了一个基于数字签名和同态加密技术的可验证隐私数据聚合方案。采用ElGamal加密方案作为基础方案对隐私数据加密,并将传感器节点身份信息加入数字签名,使来自不同节点的数据具有可辨识性,从而使方案具备了验证数据及追查并修复错误的能力。采用了相关文献提出的保密干扰因子方法,使方案能够抵御内部攻击,并利用一类具有同态加性质的保密求和算法构造了一种不需要可信第三方的保密干扰因子生成方法,从而避免了引入可信第三方及由此带来的安全性与效率问题。给出了方案的安全性证明和效率分析,并就主要性能与一些典型方案做了对比。分析结果表明,本文方案是安全的,且整体性能优于已有方案。     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

物联网感知层一种基于属性的访问控制机制

为了实现物联网感知层的细粒度访问控制和用户的匿名数据访问,提出了一种基于用户属性的访问控制机制,并利用双线性映射给出了具体的算法实现．该方案中,用户以其属性证书为依据向传感器节点发起数据访问请求,传感器节点根据门限原则决定是否允许用户访问．该方案可以实现灵活的细粒度访问控制和匿名的数据访问,用户和传感器节点的信息交互次数达到了最少,节点运算量少,只需要进行一次公钥加密．与现有的传感器网络访问控制方案相比,该方案传感器节点开销较小,可扩展性良好,可以适应物联网感知层的访问控制需求．     

无线传感器网络安全密钥管理方案

讨论了无线传感器网络的安全密钥管理问题,对基于对称密钥系统和非对称密钥系统的密钥分配方案进行了详细的阐述,分析和比较了典型的无线传感器网络安全密钥管理方案的优缺点,从而为未来的无线传感器网络安全密钥管理方案提供了技术支持。     

一种新的基于Chebyshev多项式的公钥加密系统

基于Chebyshev多项式和离散对数问题设计了一种新的安全有效的公钥加密系统方案。该方案回避了现有大多数基于混沌的加密系统的实数城问题，即在实数域不存在难解的数学问题，而利用Chebyshev多项式的本群属性，在有限域上实现加密、解密和数字签名操作，而且本方案选择的变量是超过1的正整数，这就避免了不同Chebyshev多项式在｜x｜≤1区间通过同一点问题。通过深入的性能分析，可以证明本方案在安全性和效率方面都优于ElGamal加密方案。     

一种无线传感器网络应用系统的中间件设计与实现

为了降低获取异构传感器网络数据的复杂性,通过对无线传感器网络(WSN)接入异构网络技术的研究,提出了一种无线传感器网络应用系统的中间件设计方案.该方案是以S3C6410为主处理器的嵌入式开发板作为硬件开发平台,通过AODV路由协议,使多个监测区域的WSN网关和Adhoc网关组建成Adhoc类型的网络,从而解决了无线传感器网络与外部公网无缝隙连接的问题.该方案不但实现了经过WSN网关处理加工后的无线传感器网络数据上传至远程服务器的功能,而且为多个异构无线传感器网络同时接入外部网络提供了一种可靠的解决方法.     

移动代理同态加密主动保护技术研究

针对移动代理(MA)在异质网络环境中的安全问题,提出了一种同态加密主动保护策略。加密后的移动代理可在其它网络平台上运行而无需解密,MA及产生的结果数据最终由MA生成者解密,从而减少了中间环节的加、解密时间。该方案采用加乘同态加密三地址码操作数,组合函数加密三地址码操作码的保护策略,同时验证了加密、解密算法的正确性及安全性。实验结果表明,对比数据迷乱方法,该方案节省执行时间近1/3,并能及时侦测恶意主机。     

压缩感知安全理论研究

互联网的发展导致各种信息传输量的激增，对于大数据的处理，奈奎斯特采样定律已经不能满足许多实际工程应用的需要，而压缩感知的出现解决了这个问题.压缩感知理论指出稀疏信号可以用远小于奈奎斯特采样定律的采样数进行采样，并将原始数据恢复出来.压缩感知不仅可以将数据进行压缩，而且还具有加密功能，被广泛应用到信息和网络的安全理论中.为了实现更好的加密效果，对压缩感知与其他多种技术相结合（如混沌系统、置乱和扩散等）的安全方案进行汇总，并对现有的多种方案的对比结果进行了对比分析.结果表明，现有的这些压缩感知安全方案都可以达到良好的加密效果，可以抵抗暴力攻击、统计攻击、已知明文攻击等多种攻击，具有良好的安全性.     

无线传感器网络动态非线性密钥分配

为减少无线传感器网络中大量的共享密钥,提出了计算每个通信数据包的动态分配密钥.该方法为：通过种子密钥加密分配密钥,由分配密钥计算数据密钥,由数据密钥加密数据,并在通信包中将分配密钥的密文与机密数据一起传输;接收节点获得数据包后,分析出包计数、节点身份标识、包跳段、分配密钥的密文和数据密文,再由共享的种子解密动态分配的分配密钥.结果表明,用于无线传感器网络的动态非线性分配密钥的方法可实现无线传感器网络共享少量种子密钥和机密通信.     

无线传感器网络中高效的基于身份的加密算法

无线传感器网络节点的通信和计算能力非常有限,使得传统的公钥加密算法无法有效应用,为此提出了一种安全的轻量级的加密算法.基于身份的密码系统简化了基于证书的密码系统繁琐的密钥管理过程,根据无线传感器网络自身的特点,对现有的基于身份的加密算法安全模型进行改进,提出了一个新的安全模型,并在此基础上提出了一种在标准模式下可证明安全的基于身份的加密算法.与现有的基于身份的加密算法相比,提出的加密算法存储需求更小、计算量更少,更加适合于无线传感器网络.     

一种适用于复杂环境的无线传感定位算法

对一些复杂环境进行监测是无线传感网络的重要应用之一，而这些应用也为无线传感网络提出了许多新的研究课题，提高在复杂环境条件下传感器节点定位精度就是其中之一。论文在研究相关定位算法的基础上，提出了一种适用于复杂环境的改进定位算法。论述的新算法属于类DV跳节点定位算法，改进了原有的概率栅格算法，引入了局部跳数，以代替原有算法中的相应参量。通过仿真实验表明，该算法在包含大量传感节点的情况下能有效的提高定位精度，适用于复杂环境的监测要求。     

无线传感器网络匿名通信技术研究进展

信息安全(内容安全和通信安全)一直是无线传感器网络(WSN)研究与应用关注的热点.由于传感器节点能量、计算和内存限制以及部署环境的特殊性,WSN难以适用复杂度高的安全算法.内容安全可通过加密方法和认证机制来实现,而匿名通信技术是实现通信安全与隐私保护的一种有效方法.通过对传统匿名通信技术和WSN匿名通信机制的调研,分析了WSN关键匿名通信技术的优缺点,并进行了总结和展望.     

一种新的大规模无线传感器网络安全引导模式

针对目前无线传感器网络中的安全引导技术的缺乏和不足,提出了一种新的无线传感器网络的安全引导模式.该模式充分利用了目前无线传感器网络部署中提出的分簇算法,并结合随机密钥预分布模型的优点.在合理利用传感器网络有限资源的情况下,减少了无线传感器网络中单个节点的密钥环长度,节约了节点资源,延长了网络生命周期.文中论述了该模式的构架,引导过程,并对该模式进行了仿真分析.     

基于无线传感器网络的分散目标跟踪：实际测试平台的开发应用（英文）

In the real world, centralized tracking in a largescale wireless sensor network (WSN) may not be feasible due to the possible failure of fusion centre and the large communication delay in forwarding measurement data to the fusion centre. Distributed target tracking techniques can be employed by tasking sensor nodes near to the target to perform sensing, target state estimation and selection of future tasking sensor nodes. In this paper, the development and implementation of a prototype ultrasonic WSN testbed to demonstrate distributed target tracking using the Extended Kalman Filter (EKF) algorithm is described. In the testbed, a mobile robot is used to simulate the moving target, and static／mobile sensor nodes are deployed to detect and track the target. The sensor nodes and robots are equipped with sonar and MICAZ to receive and process instructions. Experimental evaluation of a number of sensor scheduling schemes are reported which shows the superior tracking performance of our distributed competition based sensor scheduling scheme.     

物联网感知层 RFID 和 WSN 信息安全技术研究

感知层是物联网的重要组成部分,其关键技术是射频识别技术（ RFID）和无线传感器网络技术（ WSN）。针对射频识别技术的信息泄露、信息篡改、追踪标签等安全问题,提出标签保护和加密机制等技术方案;针对无线传感网节点信息被非法俘获、窃取、攻击等安全问题,提出密钥管理控制、建立安全路由、增加节点认证、访问控制、入侵检测等技术方案。     

一种简单的分布式无线传感器网络时间同步方案

无线传感器网络缺乏基本架构,具有分布式、能量受限、存储及计算能力受限的特点.这些特点决定了在设计无线传感器网络时间同步方案时,不能有太复杂的计算和路由选择.为了实现快速时间同步和较低的能量消耗,提出一种简单的无线传感器网络时间同步方案.各个节点广播自己当前的时钟信息,相应的邻居节点接收到这些信息后,对接收到的信息进行简单的算术平均,将平均值作为下一个时刻的时钟刻度再进行广播.此过程反复进行,最终会使网络所有节点的时钟达到一个相同的平均值,实现无线传感器网络的分布式同步.由于网络节点只接收来自邻居节点的广播信息,故该方案无复杂的路由选择,并且计算简单,收敛快速,能耗较低.用随机矩阵理论对该同步算法的收敛性进行了理论证明,对收敛速度和能耗以及同步误差进行了分析.最后用计算机仿真对本方案进行了仿真实验,实验结果符合预期分析.     

基于层次架构的WSN标签寻址技术研究

针对基于地址的寻址方式无法满足以业务为中心的大规模无线传感器网络(WSN)寻址要求的问题,提出了一种适合大规模异构WSN的层次架构和基于该架构的一种标签寻址(LBA)机制。LBA寻址机制将不同业务类型进行编码从而形成标签,对业务数据进行标记,通过建立标签与节点地址之间的映射关系,实现基于业务的寻址。仿真结果表明,LBA寻址机制在数据查询响应时间、报文递交率等方面都优于传统的基于地址和其他基于内容的寻址方式,更适合大规模分层WSN的应用。     

灾害检测无线传感器节点原型设计与实现

无线传感器网络（WSN）在城市灾害检测和管理中的应用越来越广泛.结合城市灾害检测的实际需求,介绍了WSN在应用于灾害检测时需要重点解决的关键问题,提出了一种灾害检测传感器节点的原型设计方法,并重点阐述了该设计的软硬件实现,同时展示了部分人机交互界面和节点实际采集到的测试数据.最后就该设计的可扩展性和实用性进行了探讨.