本文關鍵詞：低功耗網絡環(huán)境下輕量級應用層安全協議的研究與實現

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【摘要】：低功耗網絡環(huán)境指由嵌入式系統(tǒng)構成,需要少量資源就可以完成組網與數據傳輸的網絡系統(tǒng)。隨著電子技術的發(fā)展和應用需求的提高,適用于低功耗網絡環(huán)境的軟件系統(tǒng)變得越來越復雜,其對功耗的需求越來越高,已成為阻礙其進一步發(fā)展的瓶頸。目前已經有一些技術試圖解決這個問題。其中,6LoWPAN技術專注于降低數據鏈路層的通信負擔;uIP技術是對IP協議的裁剪,有效降低了網絡層的通信開銷;CoAP技術可以理解為是低功耗環(huán)境下的簡化版的“HTTP”協議。安全保障機制是低功耗網絡環(huán)境中非常重要的方面,但是很少有專門針對低功耗網絡環(huán)境的通用的、可以滿足其功耗要求的安全保障機制�，F階段,通常是應用層開發(fā)人員在實現基本功能的同時需要負責安全功能的實現。已經有學者提出一些適用于低功耗網絡環(huán)境的安全保障機制,而這些安全機制大多數只能適用于很單一的環(huán)境。這樣會導致兩個問題:1)不同系統(tǒng)的開發(fā)人員都需要重新設計、實現相應的安全機制,這些負責安全功能的代碼可重用性很低;2)信息安全具有很強的專業(yè)性,并不是每個應用層開發(fā)人員都有能力保障軟件系統(tǒng)的信息安全。本文關注于低功耗網絡環(huán)境下軟件系統(tǒng)中應用層的通用安全策略,提出了一套完整的低功耗網絡環(huán)境下的應用層安全協議uALS(Application Layer Security)。論文的主要工作有:論文的主要工作有:1)研究了針對低功耗網絡環(huán)境的主要技術。包括:針對低功耗網絡環(huán)境數據鏈路層的主要技術6LoWPAN;針對低功耗網絡環(huán)境網絡層的主要技術uIP;針對低功耗網絡環(huán)境應用層的主要技術CoAP。2)提出了uALS輕量級應用層安全協議。其中,握手子協議實現了通信雙方的身份認證、密鑰協商、加密算法協商等功能,并且引入Session Ticket緩存機制以提高uALS協議性能;記錄層子協議保證了數據的安全傳輸,并且引入對了UDP協議的支持以提高uALS協議的通用性和性能。3)基于OpenSSL開發(fā)庫實現了uALS協議。利用OpenSSL開源開發(fā)庫,實現了uALS協議的C語言版本。在深入分析了主流嵌入式操作系統(tǒng)Contiki的基礎上,將uALS協議移植進入Contiki系統(tǒng)協議棧中。并在由Broadcom BCM2836處理器搭配cc2538處理器組成的硬件平臺上進行測試。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.04

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