本文關(guān)鍵詞：基于接收信號強(qiáng)度后處理的傳感網(wǎng)密鑰生成方法研究　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 無線信道特征 累加RSS 循環(huán)輪量化 密鑰提取

【摘要】：近年來,隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的廣泛應(yīng)用,WSN網(wǎng)絡(luò)的安全問題越來越受到學(xué)者的重視,密鑰的生成是WSN網(wǎng)絡(luò)安全中的一個重要問題,其中基于物理層無線信道特征的密鑰生成方法得到了快速的發(fā)展。無線信道本身具有的空間唯一性、信道互易性、快速時變性和不可預(yù)測性這四個特征,所以隨著通信雙方的通信環(huán)境和空間位置的變換,利用無線信道特征提取的密鑰也是在不斷的更新變化的,這也就是實現(xiàn)了密碼學(xué)中所述具有安全保密性的“一次一密”。對攻擊者來說,由于和合法節(jié)點所處的空間位置的不同,攻擊者提取到的信道特征與合法用戶之間的信道特征的差異很大,所以攻擊者想要生成與合法用戶相一致的密鑰是非常困難的。在基于物理層無線信道特征提取密鑰的研究中常用的信道特征包括接收信號強(qiáng)度(Receive Signal Strength,RSS)、多徑信息(幅度、相位、時延)等。本文在對基于無線信道特征提取密鑰的理論基礎(chǔ)包括電磁傳播特性,信道互易性等進(jìn)行了詳細(xì)介紹之后,提出了以下兩個內(nèi)容:1.主要探討了基于累加RSS值的隨機(jī)性以及對Mathur所提出的層交互密鑰生成方案的改進(jìn)。Mathur在文獻(xiàn)[1]提出的層交互密鑰生成算法是基于直接測量的RSS值進(jìn)行量化得到密鑰,其密鑰生成速率較低。本文在對累加的RSS值的隨機(jī)性進(jìn)行了研究之后,發(fā)現(xiàn)在層交互密鑰中使用累加后的RSS值進(jìn)行量化可以在理論上提高其密鑰生成率。2.基于前面對累加RSS值的討論,提出了物理層基于累加RSS的循環(huán)輪量化密鑰提取方法。與以往密鑰提取方法不同的地方在于,此方法中使用的物理信道特征是經(jīng)過累加的RSS值,并且在此方法的量化階段提出了更有效的四級循環(huán)輪量化方法。文章將此密鑰生成方法部署在四種典型的真實環(huán)境中,并對密鑰生成速率和密鑰隨機(jī)性進(jìn)行了評估,評估結(jié)果顯示本方法在密鑰生成率方面有較大的提升。
[Abstract]:In recent years, with the wide application of Wireless Sensor Network (WSNs), more and more scholars pay attention to the security of WSNs. Key generation is an important problem in WSN network security. Key generation method based on physical layer wireless channel features has been rapidly developed. Wireless channel itself has the spatial uniqueness. Because of the four characteristics of channel reciprocity, fast time variability and unpredictability, with the change of communication environment and space position of both sides, the key extracted by wireless channel feature is constantly updated and changed. This is the implementation of cryptography with the security of the confidentiality of the "one at a time," for the attacker, because of the legal node in the space position is different. The channel features extracted by attackers differ greatly from those of legitimate users. So it is very difficult for an attacker to generate a key that is consistent with a legitimate user. In the research of extracting keys based on physical layer wireless channel features, the channel features commonly used include the received signal strength (. Receive Signal Strength. RSSN, multi-path information (amplitude, phase, delay). This paper introduces the theoretical basis of key extraction based on wireless channel features, including electromagnetic propagation characteristics, channel reciprocity and so on. The following two contents are proposed: 1. The randomness based on cumulative RSS value and the improvement of layer interactive key generation scheme proposed by Mathur. Mathur are discussed in the literature. [1. The proposed layer interactive key generation algorithm is based on the directly measured RSS value to get the key, and the key generation rate is low. After the randomness of the accumulated RSS value is studied in this paper. It is found that quantization of the accumulated RSS value in the layer interactive key can improve its key generation rate in theory. 2. Based on the previous discussion on the accumulated RSS value. This paper presents a method of key extraction based on accumulative RSS in the physical layer. The difference from the previous key extraction methods is that the physical channel feature used in this method is the accumulated RSS value. In the quantization phase of this method, a more effective four-level cycle quantization method is proposed, and the key generation method is deployed in four typical real environments. The rate of key generation and the randomness of key generation are evaluated, and the results show that the method has a great improvement in key generation rate.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN918.4;TP212.9

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本文編號：1416968