本文關(guān)鍵詞：WSN的加密算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感網(wǎng)絡(luò)(W ireless Sensor Network,WSN)發(fā)展初期,硬件節(jié)點(diǎn)資源嚴(yán)重受限,雖然近年來芯片生產(chǎn)工藝有所提高,且W SN迎來了大規(guī)模商用的熱潮,但是伴隨其出現(xiàn)的安全問題,限制了W SN在軍事、國防、醫(yī)療等存在敏感數(shù)據(jù)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展,為此需研究一定的安全技術(shù)來改善這一狀況。本文主要是圍繞數(shù)據(jù)的加密算法技術(shù)進(jìn)行研究,在W SN上采用合適的加密算法是解決安全問題的前提,也是最有效和最可靠的保護(hù)數(shù)據(jù)安全的措施。在加密算法中,相對節(jié)省資源的對稱加密算法無疑更適合資源受限的W SN節(jié)點(diǎn),從單節(jié)點(diǎn)的成本上考慮,也不宜增加硬件加密模塊。綜合以上兩點(diǎn),本文將研究重點(diǎn)集中于W SN上的對稱加密算法。本文第一部分主要內(nèi)容是對W SN上的對稱加密算法進(jìn)行整理和總結(jié),并分析幾種現(xiàn)行WSN加密算法的優(yōu)缺點(diǎn),同時研究WSN對加密算法相關(guān)參數(shù)性能的需求,最終尋找到一個性能已經(jīng)十分優(yōu)秀但仍有改進(jìn)空間的對稱加密算法——高級加密標(biāo)準(zhǔn)(A dvanced Encryption Standard,AES)。本文的第二部分主要內(nèi)容是針對A ES算法進(jìn)行深入分析、研究和改進(jìn),提出了輕量級高級加密標(biāo)準(zhǔn)(L ightweight Advanced Encryption Standard,LAES)。工作內(nèi)容主要如下:1.提升S盒的復(fù)雜度,進(jìn)而提高其安全性能;2.對10輪加密的原始算法進(jìn)行輪數(shù)精簡;3.采用全局查表法大幅優(yōu)化算法執(zhí)行效率;4.分別使用窮舉法、線性密碼分析法和差分密碼分析法來對比LAES算法和AES算法,以實(shí)現(xiàn)對L AES算法安全性的評估,分析的結(jié)果表明,LAES算法的安全性能完全滿足W SN機(jī)密通信的要求;5.使用理論分析和硬件節(jié)點(diǎn)實(shí)測來比較AES算法和LAES算法的優(yōu)劣,來自節(jié)點(diǎn)的存儲開銷、執(zhí)行時間耗費(fèi)等方面的比較結(jié)果證明了L AES算法性能優(yōu)秀,十分適合于WSN數(shù)據(jù)的加密,極具實(shí)用價值。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感網(wǎng)絡(luò) 高級加密標(biāo)準(zhǔn) 輕量級高級加密標(biāo)準(zhǔn) 算法改進(jìn)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN915.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全問題8-10
• 1.2.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問題的特殊性9-10
• 1.2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全的要求10
• 1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文的研究目標(biāo)和研究內(nèi)容14-15
• 1.4.1 研究目標(biāo)14
• 1.4.2 研究內(nèi)容14-15
• 第二章 WSN加密算法研究15-31
• 2.1 加密算法原理和分類15-20
• 2.1.1 加密算法原理15-16
• 2.1.2 加密算法分類16-20
• 2.2 加密算法分組工作模式20-26
• 2.2.1 電子密碼簿模式20-21
• 2.2.2 密碼分組鏈接模式21-23
• 2.2.3 密碼反饋模式23-24
• 2.2.4 輸出反饋模式24-25
• 2.2.5 計(jì)數(shù)器模式25-26
• 2.2.6 工作模式特點(diǎn)比較26
• 2.3 WSN現(xiàn)行加密算法26-31
• 2.3.1 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)27
• 2.3.2 國際數(shù)據(jù)加密算法27-28
• 2.3.3 Rivest密碼28
• 2.3.4 微型加密算法28-29
• 2.3.5 Skipjack加密算法29
• 2.3.6 高級加密標(biāo)準(zhǔn)29-30
• 2.3.7 WSN現(xiàn)行加密算法總結(jié)30-31
• 第三章 輕量級高級加密標(biāo)準(zhǔn)31-56
• 3.1 高級加密標(biāo)準(zhǔn)31-35
• 3.1.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)32-34
• 3.1.2 狀態(tài)與初始密鑰34-35
• 3.2 輪變換簡介35-40
• 3.2.1 字節(jié)代換35-38
• 3.2.2 行移位38-39
• 3.2.3 列混合39-40
• 3.2.4 輪密鑰加40
• 3.2.5 輪密鑰生成算法40
• 3.3 LAES算法40-51
• 3.3.1 算法改進(jìn)（一）S盒改進(jìn)41-46
• 3.3.2 算法改進(jìn)（二）輪數(shù)精簡46-49
• 3.3.3 算法改進(jìn)（三）全局查表法49-51
• 3.4 LAES算法安全性分析51-56
• 3.4.1 LAES算法抗窮舉攻擊能力52
• 3.4.2 LAES算法抗線性分析能力52-53
• 3.4.3 LAES算法抗差分分析能力53-56
• 第四章 驗(yàn)證與評估56-64
• 4.1 實(shí)驗(yàn)平臺介紹56-60
• 4.1.1 軟件介紹56-59
• 4.1.2 硬件介紹59-60
• 4.2 算法評估指標(biāo)60-61
• 4.2.1 存儲資源60
• 4.2.2 算法執(zhí)行時間60-61
• 4.3 算法的復(fù)雜度比較61-63
• 4.3.1 時間復(fù)雜度對比61-62
• 4.3.2 空間復(fù)雜度對比62-63
• 4.4 結(jié)果分析與比較63-64
• 4.4.1 RAM與ROM存儲空間比較63
• 4.4.2 算法執(zhí)行時間比較63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 附錄1 程序清單68-73
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文73-74
• 附錄3 密鑰比特差擴(kuò)散表74-77
• 致謝77

【相似文獻(xiàn)】

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