基于廣義D-序列的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加密技術(shù)研究.pdf

1、在信息感知研究發(fā)展歷史中，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)革命性的突破。它被應(yīng)用于各式各樣的不同領(lǐng)域，如軍事，地震監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)控，醫(yī)療，工商業(yè)等。由于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的布置環(huán)境和通信方式具有特殊性，其安全問(wèn)題日益成為急需解決的熱點(diǎn)問(wèn)題，在眾多的安全問(wèn)題研究中，節(jié)點(diǎn)加密技術(shù)是一個(gè)基礎(chǔ)性的研究。但由于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的資源有限的特點(diǎn)，現(xiàn)有的復(fù)雜數(shù)據(jù)加密算法就不太適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，如基于混沌的加密算法等。在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議研究中，其第一步就在于如何設(shè)計(jì)出一個(gè)

2、適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的加密算法。
　　加密算法的基礎(chǔ)就是隨機(jī)數(shù)序列的獲取。傳統(tǒng)的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方式有基于混沌序列的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器、基于量子的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器、基于硬件的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生等，但這些隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)未考慮到無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)加密的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間有限的特點(diǎn)，因此其不適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，為了解決資源有限的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的廣義D-序列偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，現(xiàn)有D-序列具有優(yōu)良的隨機(jī)特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算復(fù)雜度低，存儲(chǔ)空間需求小的特點(diǎn)，但其序列

3、長(zhǎng)度有限的特點(diǎn)限制了其發(fā)展。因此，我們?cè)谠蠨-序列的產(chǎn)生過(guò)程中引入新的隨機(jī)變量來(lái)擴(kuò)展其序列長(zhǎng)度，并將其應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中，仿真結(jié)果和性能分析證明了這個(gè)新的廣義D-序列偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器能很好的解決了序列長(zhǎng)度有限的問(wèn)題，并且保有原有的所有優(yōu)點(diǎn)甚至其隨機(jī)特性更優(yōu)良，十分適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)。
　　在這個(gè)新的廣義D-序列偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)新的適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的基于廣義D-序列的雙向置亂加密算法。它是基于一個(gè)P盒來(lái)打亂

4、數(shù)據(jù)順序和兩個(gè)不同操作方向的S盒來(lái)進(jìn)行改變數(shù)據(jù)值，從而實(shí)現(xiàn)了將一個(gè)原有序列加密成一個(gè)噪聲序列，雙向S盒的操作使得加密的混亂特性更為優(yōu)良。統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析證明其加密結(jié)果具有噪聲信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，同時(shí)密鑰分析證明其具有很高的安全性來(lái)抵御野蠻攻擊，與AES的對(duì)比分析中，該算法也具有更高的安全性來(lái)抵御差分攻擊方式，另外該算法被證明在噪聲攻擊和數(shù)據(jù)丟失攻擊方面具有更加優(yōu)良的加密效果，更適合于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)。最后，相比于AES固定長(zhǎng)度輸入的特性，該算法具有