人體生理參數(shù)的密碼學特征提取與分析及其在安全WBAN中的應用.pdf

1、如何利用人體生理參數(shù)進行數(shù)據(jù)加密和消息認證是目前的一個熱門研究方向。無線體域網(wǎng)（WBAN）具有與傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡所不同的特征，如節(jié)點計算能力弱，功耗低，通信距離短，無線體域網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲簡單，承載的業(yè)務敏感，限制了常規(guī)安全機制的有效應用，但又因為無線體域網(wǎng)是針對不同個體的人身上的通信，每個人的生理特征有細微的差別，因此，如何利用人體生理參數(shù)的個體差異設計適用于WBAN的安全機制與安全協(xié)議就顯得特別意義。
　　本文對WBAN的安全通信進

2、行研究，主要工作有：
　　1.以新的角度簡介無線體域網(wǎng)的概念，闡述了 IEEE802.15.6關于無線體域網(wǎng)的物理層通信的定義以及安全等級的定義，回顧了國內(nèi)外關于無線體域網(wǎng)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了WBAN所面臨的安全性問題，以及傳統(tǒng)的生理加密技術(shù)以及它們的局限。
　　2.分析了無線體域網(wǎng)以及網(wǎng)絡節(jié)點的特征，將當今主流的安全體制，數(shù)據(jù)加密算法，消息認證方式進行了對比，通過分析提出基于人體生理數(shù)據(jù)提取構(gòu)建對稱密密鑰共享安全信道的適合無

3、線體域網(wǎng)的安全通信構(gòu)想。
　　3.總結(jié)了可用于無線體域網(wǎng)的生理參數(shù)，通過分析選擇心脈間隔作為合適的生理參數(shù)并對心脈間隔進行了模型分析、特征提取電路系統(tǒng)的設計以及實際電路的制作。通過多個人體心脈間隔檢測實驗，獲得較大量的數(shù)據(jù)樣本，并引入 K-S檢測法對樣本分布進行檢測，首次發(fā)現(xiàn)心脈間隔差異呈似高斯分布。
　　4.根據(jù)基于生理參數(shù)的隨機比特數(shù)據(jù)生成模型和具體方法，獲得了新的密鑰產(chǎn)生方式。通過對本文采集的樣本隨機數(shù)進行的密碼學分析

4、，得出基于心脈間隔差異產(chǎn)生的隨機數(shù)序列具有‘0’與‘1’個數(shù)非常接近、線性復雜度均值在序列半長附近的實驗結(jié)論。此外，對于128比特長的生理隨機序列，同一個人同一時間不同部位所產(chǎn)生的隨機序列的漢明距離絕大多數(shù)都小于10，而在同一個人不同時間相同部位，或者不同人相同時間相同部位，所產(chǎn)生的隨機序列的漢明距離基本都分布在范圍40-85之間。
　　由此本文得出結(jié)論，利用心脈間隔差異獲得的隨機比特序列具有很好的隨機性和同時間不同人體部位的良好