本文關鍵詞：基于Chebyshev多項式的WSN認證方案研究

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【摘要】：數(shù)據(jù)的采集和處理是無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)的基本服務機制,隨著WSN的應用深入各個領域,其所收集處理的數(shù)據(jù)包含大量有價值的敏感信息,但由于無線傳感器網(wǎng)絡自身的特點和惡劣的部署環(huán)境,使其極易受到敵手攻擊,因此研究有效的防御措施對數(shù)據(jù)的保護和網(wǎng)絡的正常運行具有重要意義。認證機制是保護WSN安全的首道防線,由于位于底層的感知節(jié)點在計算、存儲以及攜帶能量等方面受到限制,因此在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡上部署的認證機制并不完全適合WSN。本文深入分析目前WSN面臨的嚴峻安全挑戰(zhàn),并對WSN現(xiàn)有典型認證方案進行歸納和總結,同時探究和實現(xiàn)新穎的WSN認證方案。具體工作如下:首先,本文簡要介紹了WSN的體系結構和應用背景,并指出在WSN中加入安全防御機制的重要意義。分析了WSN面臨的攻擊與防御手段,總結了WSN認證機制和密碼算法的研究現(xiàn)狀。并介紹了WSN的軟硬件設計平臺,為算法的驗證工作打下基礎。其次,介紹了密碼學相關知識,并對現(xiàn)有文獻的認證方案進行分析和改進,以分布式WSN模型為基礎,提出一種新的基于Chebyshev多項式的可認證密鑰協(xié)商方案,詳細敘述了密鑰協(xié)商的流程,并對方案的效率和安全性進行分析。再次,為保障外部用安全戶獲取無線傳感器網(wǎng)絡內(nèi)部服務,以分簇式WSN模型為基礎,設計了一種基于Chebyshev多項式的用戶認證方案,在對認證過程進行詳細敘述的同時,分析了方案的安全性與效率。最后,搭建了以CC2538節(jié)點構成的無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)系統(tǒng),驗證了本文提出的基于Chebyshev多項式的可認證密鑰協(xié)商方案的可行性。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 安全 認證 Chebyshev多項式 CC2538
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第1章 緒論7-12
• 1.1 研究背景與意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 基于對稱密碼算法的認證8
• 1.2.2 基于非對稱密碼算法的認證8-10
• 1.3 本文研究內(nèi)容10
• 1.4 全文組織結構10-12
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡安全概述12-24
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡模型12-14
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡的應用14-15
• 2.2.1 國防軍事14
• 2.2.2 智能交通14
• 2.2.3 智能農(nóng)業(yè)14-15
• 2.2.4 理療護理15
• 2.2.5 智能家居15
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡安全15-20
• 2.3.1 WSN安全需求15-16
• 2.3.2 WSN的安全威脅16-17
• 2.3.3 WSN防御措施17-18
• 2.3.4 WSN加密算法18-19
• 2.3.5 WSN認證機制19-20
• 2.4 無線傳感器網(wǎng)絡平臺20-23
• 2.4.1 硬件平臺20-21
• 2.4.2 軟件平臺21-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 基于Chebyshev多項式的WSN可認證密鑰協(xié)商方案24-32
• 3.1 方案設計的背景知識24-26
• 3.1.1 代數(shù)基礎24
• 3.1.2 Chebyshev多項式24-25
• 3.1.3 有限域上的Chebyshev多項式25-26
• 3.1.4 單向散列函數(shù)26
• 3.2 Chen等人提出的方案26-28
• 3.2.1 方案描述26-27
• 3.2.2 方案存在的問題27-28
• 3.3 本文方案28-31
• 3.3.1 方案描述28-29
• 3.3.2 合理性分析29-30
• 3.3.3 安全性分析30
• 3.3.4 存儲開銷30-31
• 3.3.5 計算開銷31
• 3.4 本章小結31-32
• 第4章 基于Chebyshev多項式的WSN用戶認證方案32-38
• 4.1 方案模型32-33
• 4.1.1 方案網(wǎng)絡模型32
• 4.1.2 方案系統(tǒng)模型32-33
• 4.2 方案流程33-35
• 4.2.1 注冊階段33
• 4.2.2 登錄階段33-34
• 4.2.3 認證階段34-35
• 4.2.4 口令更新階段35
• 4.3 方案分析35-37
• 4.3.1 安全性分析35-36
• 4.3.2 存儲分析36
• 4.3.3 方案效率分析與比較36-37
• 4.4 本章小結37-38
• 第5章 硬件實現(xiàn)38-43
• 5.1 實驗平臺的搭建38-39
• 5.2 系統(tǒng)核心構架39-40
• 5.3 編譯燒寫40-41
• 5.4 測試結果41-42
• 5.5 本章小結42-43
• 第6章 總結及下一步工作43-45
• 6.1 總結43-44
• 6.2 下一步工作44-45
• 參考文獻45-48
• 在讀期間發(fā)表論文48-49
• 致謝49-50

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本文編號：1120909