無線感測器網路輕量級廣播認證技術研究

《無線感測器網路輕量級廣播認證技術研究》是依託西安電子科技大學，由黨嵐君擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無線感測器網路輕量級廣播認證技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黨嵐君
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

廣播認證是無線感測器網路中很重要的安全服務之一，需要考慮無線感測器節點能量有限的特性。本項目擬結合訊息恢復簽名與高效的基於身份的短簽名方案，構造基於身份的可恢復訊息的短簽名方案，並將所提出的方案套用於無線感測器網路中的廣播認證，可實現廣播訊息長度的最小化。由於感測器節點在廣播認證時接收1次訊息而需要轉發N次訊息（N為鄰居密度），廣播訊息的長度是影響節點能量消耗的主要因素，因此，所提出的廣播認證方案擬可以使節點的能量消耗最小。通過基於Mica2節點模型對節點通信與計算能量消耗進行分析，並進行基於OPNET的實驗仿真，搭建平台進行測試，分析節點能量消耗與鄰居密度和網路規模的關係，研究占用存儲空間與方案可擴展性的關係。從縮短廣播訊息長度的角度闡明影響感測器節點在廣播認證時的能量消耗的主要因素，為無線感測器網路在我國各個領域的廣泛套用提供新思路和理論依據，推進我國物聯網的快速發展。

結題摘要

無線感測器網路是物聯網的重要組成部分，具有廣闊的發展前景。部署區域環境的開放特性和無線電通信的傳播特性使得無線感測器網路更易受到被動竊聽、數據篡改和重放、拒絕服務(Denial of Service, DoS)攻擊、偽造身份及節點俘獲等安全攻擊，因此訊息的認證對於感測器網路的正常運作是關鍵的。考慮到感測器節點能量有限的特性，本項目主要圍繞感測器網路中訊息的輕量級認證問題進行了研究，解決了無線感測器網路中抗DoS攻擊的多用戶廣播認證問題，也解決了特殊的無線感測器網路——車聯網中訊息的認證和密鑰協商問題，以及無線感測器網路中隱私保護的集合相交問題，提出了系列適用於無線感測器網路的輕量級廣播認證協定、訊息認證協定、密鑰協商協定以及隱私保護的集合相交協定。主要研究成果包括：（1）在廣播訊息的認證方面，提出了適用於無線感測器網路的抗DoS攻擊的多用戶廣播認證協定，適用於車聯網廣播訊息認證的可撤銷的群簽名方案；（2）在訊息的認證和密鑰協商方面，提出了車聯網高效的可撤銷的批量驗證群簽名方案，基於對用戶隱私保護的批量驗證簽名方案，系列適用於無線感測器網路的無證書群密鑰協商協定，以及基於代理重加密的通信群組密鑰分發方法；（3）在數據集合相交方面，提出了適用於無線感測器網路的隱私保護集合相交協定。本項目的研究成果形成了一套針對無線感測器網路訊息認證的兼顧安全與效率的理論與方法，為無線感測器網路的實用化提供了一系列理論依據和關鍵技術。