【摘要】：隨著傳感器和電池技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,可穿戴設(shè)備如智能手環(huán)、智能手表、3D眼鏡等已經(jīng)成為人們工作和生活中的一部分。在體閑娛樂、運(yùn)動(dòng)健康、養(yǎng)老、軍事等領(lǐng)域,可穿戴設(shè)備發(fā)揮著巨大作用:可穿戴設(shè)備從人體采集數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程云端,遠(yuǎn)程用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備穿戴用戶的數(shù)據(jù)。因此,可穿戴計(jì)算已經(jīng)成為一種應(yīng)用于人體內(nèi)外部數(shù)據(jù)交互的平臺(tái)。由于可穿戴計(jì)算包含大量秘密和隱私數(shù)據(jù),如何保證可穿戴計(jì)算的安全已經(jīng)成為制約該領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸。本文將圍繞可穿戴計(jì)算中的設(shè)備認(rèn)證、共享密鑰、安全傳輸以及數(shù)據(jù)訪問等可穿戴計(jì)算安全的關(guān)鍵技術(shù)開展研究,為可穿戴計(jì)算和無線體域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)安全提供必要保障。1.提出了一種設(shè)備指紋認(rèn)證協(xié)議在設(shè)備認(rèn)證方面,本文利用音頻硬件揚(yáng)聲器及麥克風(fēng)提出了一種基于射頻指紋的設(shè)備認(rèn)證協(xié)議。發(fā)送方利用揚(yáng)聲器發(fā)送指定的音頻,接收方利用麥克風(fēng)對(duì)接收到的音頻進(jìn)行指紋特征提取。該協(xié)議的管狀音頻指紋匹配算法提高了認(rèn)證準(zhǔn)確性。通過在真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該協(xié)議的應(yīng)用范圍可以達(dá)到20m以上,并且認(rèn)證的平均準(zhǔn)確率達(dá)到99%以上。與傳統(tǒng)密碼學(xué)方法相比,本認(rèn)證協(xié)議具有較好的安全性、普適性和魯棒性。2.提出了一種多傳感器的信息安全傳輸方案在信息安全傳輸方面,本文提出了基于多傳感器的信息安全傳輸方案。該方案包括密鑰共享、近場(chǎng)認(rèn)證和安全傳輸協(xié)議,具體而言,首先利用兩個(gè)無線設(shè)備的加速度傳感器采集同一運(yùn)動(dòng)軌跡的加速度數(shù)據(jù)作為隨機(jī)源;然后通過隨機(jī)源的預(yù)處理、特征提取、比特量化、糾錯(cuò)調(diào)和及隱私放大等操作實(shí)現(xiàn)通信雙方密鑰共享。其次,本方案利用音頻硬件揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的近場(chǎng)認(rèn)證,以保證合法通信設(shè)備間的距離足夠接近,從而降低不必要的通信消耗。最后,本方案利用音頻和射頻信道設(shè)計(jì)了基于多信道的安全信息傳輸協(xié)議,實(shí)現(xiàn)消息的機(jī)密性、完整性和可認(rèn)證性。3.提出了一種關(guān)鍵字搜索和數(shù)據(jù)共享機(jī)制在數(shù)據(jù)訪問方面,針對(duì)云輔助的體感網(wǎng)在加密數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)共享的需求,本文設(shè)計(jì)了一種輕量級(jí)的基于屬性基密文數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字檢索和數(shù)據(jù)細(xì)粒度訪問機(jī)制。該機(jī)制利用密文策略屬性關(guān)鍵字搜索技術(shù)在多用戶場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒度的訪問控制。該方案同時(shí)具有輕量級(jí)優(yōu)勢(shì),終端用戶不需要太多的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源。與其他方案相比,本方案的存儲(chǔ)成本和計(jì)算開銷少,因而本方案可適用于體感網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享。隨著5G、AI、IOT等技術(shù)的發(fā)展,可穿戴計(jì)算設(shè)備將有著更廣闊的應(yīng)用前景。雖然本文針對(duì)體感網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全開展了部分研究,但是可穿戴計(jì)算的數(shù)據(jù)安全和用戶隱私還需要更多的關(guān)注。
【圖文】：

機(jī)等各類設(shè)備產(chǎn)品，數(shù)量超過 24 萬；僅 2018 年第一超過 2.08 億臺(tái)，超過 2017 年全年召回總數(shù)�？纱┐髟O(shè)。本文就可穿戴計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中面臨的身份安全和，并給出相應(yīng)的解決思路。及設(shè)備認(rèn)證安全備在電量、存儲(chǔ)、計(jì)算等方面存在限制[27]，此外設(shè)備的存在不少缺陷。不少攻擊以該類設(shè)備為主要目標(biāo)。因此尤為重要[28]。研究意義調(diào)研機(jī)構(gòu) MarketsandMarkets 預(yù)測(cè)，如圖 1-3(圖片來源絡(luò)安全市場(chǎng)將達(dá)到 1600 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)全市場(chǎng)規(guī)模 2015 年超過 100 億美元，預(yù)計(jì)到 2019 年

圖 1-4 中國(guó)網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證信息安全市場(chǎng)規(guī)模（美元）的發(fā)展，，人們生活在便捷化的同時(shí)也面臨著身份年個(gè)人信息泄露已達(dá) 65 億條次，個(gè)人生命財(cái)產(chǎn)安全已然成為全球面臨的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)信息安全的需求業(yè)的發(fā)展，身份認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的息的認(rèn)證、數(shù)字簽名和基于身份的認(rèn)證。消息認(rèn)證[30][3
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP368.33;TP309

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2685278