本文關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全在醫(yī)療中的研究與應(yīng)用

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【摘要】：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network),WSN一項(xiàng)多種領(lǐng)域綜合起來(lái)的技術(shù),包含了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、信息的分布式處理技術(shù)等,是當(dāng)今技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。它在軍事、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)和城市智能交通等方面都有廣泛的應(yīng)用,尤其在病人數(shù)據(jù)的采集、移動(dòng)觀察、實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)等方面發(fā)揮十分重要的作用,無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的研究重點(diǎn)是病人信息的安全性。針對(duì)醫(yī)療方面中無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的具體的應(yīng)用要求和傳感器節(jié)點(diǎn)自身?xiàng)l件的限制,提出了一種適用于WSN的混沌分組加密算法,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。首先,概述了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)和面臨的多種安全威脅,介紹了混沌加密技術(shù)的理論基礎(chǔ)及與傳統(tǒng)密碼學(xué)的異同。其次,針對(duì)醫(yī)療信息易泄露及現(xiàn)有加密算法的的不足,提出了一種基于混沌的無(wú)線(xiàn)醫(yī)療傳感網(wǎng)的分組加密算法。該方法將混沌思想引入到無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)加密算法中,采用了Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并對(duì)其核心函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。在精度有限的情況下,對(duì)混沌映射進(jìn)行整數(shù)化,并采取引入一個(gè)長(zhǎng)周期、隨機(jī)性良好的序列,進(jìn)行異或運(yùn)算來(lái)消除短周期現(xiàn)象,使混沌系統(tǒng)能保留其偽隨機(jī)性、初值敏感性和非線(xiàn)性等特點(diǎn),提高了安全性能,同時(shí)節(jié)約了能耗。再次,針對(duì)醫(yī)療監(jiān)護(hù)中數(shù)據(jù)量大、冗余度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于回歸模型的數(shù)據(jù)壓縮算法。當(dāng)采集的數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度較大時(shí),動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣時(shí)間,改變回歸模型的參數(shù)并重構(gòu)一元線(xiàn)性回歸模型,使壓縮后的數(shù)據(jù)更貼近真實(shí)數(shù)據(jù)值的變化,表現(xiàn)出良好的壓縮性能,有效地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。此外,根據(jù)生命體征的重要程度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的劃分,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。最后,對(duì)混沌加密算法、壓縮算法和優(yōu)先級(jí)設(shè)置進(jìn)行了模塊的實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明本文所提出的混沌加密算法具有很好的混淆和擴(kuò)散特性,能夠保證病人數(shù)據(jù)的安全性。此外,壓縮算法有效降低了數(shù)據(jù)的冗余度,減少無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量的消耗,同時(shí)達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)病人的生命體征,使醫(yī)生能及時(shí)了解病人狀況并給出治療方案的目的。傳輸模塊中優(yōu)先級(jí)的設(shè)置使緊急數(shù)據(jù)能盡快傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心,爭(zhēng)取治療時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 混沌加密 Feistel網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)壓縮
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)13-14
• 1.1.2 WSN醫(yī)療應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)14-15
• 1.2 研究目的與意義15-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 相關(guān)技術(shù)介紹18-29
• 2.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)18-25
• 2.1.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概念及特點(diǎn)18-19
• 2.1.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧20-22
• 2.1.4 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題22-24
• 2.1.5 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用24-25
• 2.2 混沌加密技術(shù)基礎(chǔ)25-28
• 2.2.1 混沌概念25-26
• 2.2.2 混沌基本特征26-27
• 2.2.3 混沌與密碼學(xué)的關(guān)聯(lián)27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 系統(tǒng)需求分析及總體設(shè)計(jì)29-37
• 3.1 系統(tǒng)需求分析29-31
• 3.1.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)安全需求29-30
• 3.1.2 醫(yī)療數(shù)據(jù)的壓縮需求30-31
• 3.1.3 功能性需求31
• 3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)31-36
• 3.2.1 無(wú)線(xiàn)醫(yī)療傳感網(wǎng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)31-32
• 3.2.2 系統(tǒng)的功能模塊32-33
• 3.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)33-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 混沌加密算法及數(shù)據(jù)壓縮處理37-57
• 4.1 混沌映射37-42
• 4.1.1Logistic映射及整數(shù)化38-40
• 4.1.2 Kent映射及整數(shù)化40-42
• 4.2 整數(shù)混沌映射的不足及改善方法42-46
• 4.2.1 混沌映射整數(shù)化后的不足42-44
• 4.2.2 混沌映射短周期問(wèn)題的改善方法44-46
• 4.3 WSN混沌分組加解密算法設(shè)計(jì)46-52
• 4.3.1 分組密碼研究46
• 4.3.2 Feistel結(jié)構(gòu)及核心函數(shù)F46-48
• 4.3.3 基于混沌的WSN加解密算法48-51
• 4.3.4 密鑰的更新51-52
• 4.4 數(shù)據(jù)壓縮處理52-56
• 4.4.1 壓縮算法設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.2 線(xiàn)性回歸模型的建立53-55
• 4.4.3 動(dòng)態(tài)調(diào)整55-56
• 4.5 優(yōu)先級(jí)設(shè)置56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析57-64
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)58-59
• 5.2 加密模塊的實(shí)現(xiàn)59-60
• 5.3 壓縮模塊的實(shí)現(xiàn)60-61
• 5.4 傳輸模塊的實(shí)現(xiàn)61-62
• 5.5 結(jié)果分析62-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 第6章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 本文總結(jié)64-65
• 6.2 進(jìn)一步工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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7 陳磊;;無(wú)線(xiàn)醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)技術(shù)研究[J];中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué);2014年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 梁仁夫;基于混沌的偽隨機(jī)比特發(fā)生器和加密算法的研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：646126