【摘要】：近幾年,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟,人們已經(jīng)習(xí)慣了數(shù)據(jù)互聯(lián)的生活和工作方式,物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用也日漸普及,與此同時,工業(yè)領(lǐng)域中對設(shè)備的操作也在追求智能化和便捷性。目前工業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)傳輸以有線串口方式為主,該有線方式會對設(shè)備的布設(shè)和連接關(guān)系造成束縛,因此采用一種安全的無線通訊方式來替代傳統(tǒng)的有線通訊方式成為了工業(yè)智能化的研究重點。本文以將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域為研究背景,針對藍(lán)牙SPP協(xié)議來替代傳統(tǒng)串口傳輸方式所面臨的數(shù)據(jù)安全問題展開研究,提出了一種采用混沌密鑰序列的藍(lán)牙SPP協(xié)議應(yīng)用層加密方法,以此提高SPP協(xié)議的安全特性,從而解決將該協(xié)議應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的安全問題。本文首先對藍(lán)牙技術(shù)進行簡要闡述,分析藍(lán)牙技術(shù)特點和藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu),分別對藍(lán)牙協(xié)議棧各層進行分析,根據(jù)SPP協(xié)議特點,探討將其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的可行性與所存在的問題,結(jié)合工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)安全性的要求,提出將藍(lán)牙SPP協(xié)議應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域需要解決的安全問題;其次對藍(lán)牙技術(shù)的安全特性進行研究,根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu),對基帶層、鏈路層和應(yīng)用層分別進行安全特性分析,結(jié)合混沌系統(tǒng)的特點,給出在SPP協(xié)議應(yīng)用層采用混沌密鑰進行數(shù)據(jù)加密的方案,并基于該方案完成混沌密鑰產(chǎn)生、數(shù)據(jù)加密以及數(shù)據(jù)解密的方法和流程設(shè)計;最后對本文所提出的基于混沌序列的SPP應(yīng)用層加密方法進行仿真驗證。實驗結(jié)果表明:基于混沌算法的SPP應(yīng)用層加密方案可以實現(xiàn)SPP應(yīng)用層數(shù)據(jù)的加密和解密;相比于傳統(tǒng)的固定密鑰流加密方法,該方法可以在一定程度上提高數(shù)據(jù)的安全性能;本文所提出的加密方案對提高工業(yè)領(lǐng)域的智能化和便攜化有一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN925
【圖文】：

2 藍(lán)牙協(xié)議特性研究。的接口標(biāo)準(zhǔn)術(shù)聯(lián)盟為了提高藍(lán)牙技術(shù)的推廣使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行公通過藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的認(rèn)證，就可以推向市場。這大大降低了藍(lán)牙了藍(lán)牙設(shè)備的推廣。低子電路技術(shù)的成熟和市場需求的推動，各廠家的藍(lán)牙芯片和模塊藍(lán)牙模塊可以任意地被使用在各種領(lǐng)域。協(xié)議結(jié)構(gòu)藍(lán)牙協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示：

西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文藍(lán)牙規(guī)范中定義了 Profile 的概念，Profile 用來定義設(shè)備如何實現(xiàn)一種具體的連接用，藍(lán)牙規(guī)定了部分具體數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)方式，幾種主流的藍(lán)牙 Profile 介紹如下：（2DP；（2）AVRCP；（3）FTP；（4）SPP；.2 藍(lán)牙 SPP 協(xié)議藍(lán)牙 SPP 協(xié)議（串口仿真協(xié)議）支持藍(lán)牙設(shè)備實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信，這使得藍(lán)牙技工業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力[13]。.2.1 藍(lán)牙 SPP 協(xié)議藍(lán)牙 SPP 協(xié)議建立在藍(lán)牙高層協(xié)議 RFCOMM 和 SDP 協(xié)議之上，作為藍(lán)牙的協(xié)言，該協(xié)議屬于一種不對稱協(xié)議，根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備角色分為主設(shè)備和從設(shè)備，發(fā)起藍(lán)接的設(shè)備為主設(shè)備，接收連接的設(shè)備為從設(shè)備。在建立好藍(lán)牙連接之后，其通信過以作為對稱協(xié)議一樣視作普通串口通信協(xié)議[14]。SPP 協(xié)議結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.2 所示：

在非易失的存儲介質(zhì)中，在以后每次連接時使用。1. 生成初級密鑰初始密鑰 Kinit 為長度為 128 位的數(shù)字，由藍(lán)牙設(shè)備使用 E22 算法產(chǎn)生。初始t 的生成過程如圖 3.1 所示。在藍(lán)牙連接中，提出通信請求的設(shè)備稱為主設(shè)備（Master），本文中用 A 表示通信的設(shè)備稱為從設(shè)備（Slave），本文中用 B 表示。從圖中可以看到，產(chǎn)生初init 的 E22 算法有以下三個輸入（明文）：（1）從設(shè)備的物理地址（BD_ADDR）。在生成 Kinit 前，主設(shè)備在進行設(shè)備掃獲得所有開放設(shè)備的地址，也包括需要連接的從設(shè)備的地址 BD_ADDR。（2）PIN 碼。PIN 碼是主設(shè)備和從設(shè)備用來確定身份的隨機數(shù)，可以是手動輸（3）隨機數(shù)(IN_RAND)。該隨機數(shù)長度為 128 位，由主設(shè)備產(chǎn)生，該隨機數(shù)請求認(rèn)證時以明文發(fā)送給從設(shè)備。當(dāng)主設(shè)備和從設(shè)備得到以上三個參數(shù)時，使用 E22 算法得到初始密鑰 Kinit 包理地址，各擁有了四個參數(shù)，并且這四個參數(shù)完全一致，因此計算出來的 K同的。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2753961