【摘要】：工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要是信息的采集,與無線傳感網(wǎng)相比,它對(duì)可靠性以及實(shí)時(shí)性有著更高的要求。數(shù)據(jù)融合技術(shù)是緩解工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)資源瓶頸的重要方法,通過分布式的信息匯聚處理,減少網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸量,提高了信息的采集效率,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。但是,數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用也暴露出了很多安全問題,因此,有必要研究適用于工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的安全數(shù)據(jù)融合方案,保障數(shù)據(jù)在融合過程以及傳輸中的安全。本文在分析數(shù)據(jù)融合的作用以及相關(guān)安全問題的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種端到端的安全數(shù)據(jù)融合方案,通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)該方案進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。論文的主要工作如下:1.針對(duì)融合過程數(shù)據(jù)機(jī)密性的問題,設(shè)計(jì)了一種基于安全偽隨機(jī)函數(shù)的融合數(shù)據(jù)安全構(gòu)造方法。傳感器節(jié)點(diǎn)使用與匯聚節(jié)點(diǎn)共享的密鑰以及隨機(jī)數(shù)作為安全偽隨機(jī)函數(shù)的輸入,通過輸出的擾動(dòng)數(shù)據(jù)附加采樣數(shù)據(jù)的方式完成采樣數(shù)據(jù)的機(jī)密性保護(hù),同時(shí),在中間融合的過程中,簇首不需要對(duì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密而是直接對(duì)密文進(jìn)行加法融合,提高了融合速度,避免了節(jié)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)在中間融合過程中被簇首泄露的可能,保障了融合過程數(shù)據(jù)的機(jī)密性。2.針對(duì)融合數(shù)據(jù)端到端的完整性校驗(yàn)問題,通過構(gòu)造一種滿足加法同態(tài)性質(zhì)的同態(tài)消息認(rèn)證碼,使生成的同態(tài)標(biāo)簽可以和數(shù)據(jù)執(zhí)行同樣的加法融合操作,通過對(duì)比同態(tài)標(biāo)簽的融合值,匯聚節(jié)點(diǎn)可以檢驗(yàn)簇首是否對(duì)融合數(shù)據(jù)進(jìn)行了篡改,保障了融合數(shù)據(jù)端到端的完整性。3.本方案的通信開銷低于同類型的安全數(shù)據(jù)融合方案SDAMA;利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA-PA平臺(tái),對(duì)方案的正確性和安全性進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,同時(shí)對(duì)方案的存儲(chǔ)開銷進(jìn)行了測(cè)試分析,本方案增加的存儲(chǔ)開銷僅為1.31KB,適用于資源受限的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)。
【圖文】：

會(huì)使通信開銷呈線性增長(zhǎng)，對(duì)于上述融合函數(shù)來說，求和函數(shù)的應(yīng)用范圍更加，因?yàn)榛跀?shù)值的和可以統(tǒng)計(jì)出方差、標(biāo)準(zhǔn)差和均值，有利于決策者統(tǒng)計(jì)分析以本方案也采用 SUM 作為融合函數(shù)。2.2.2 數(shù)據(jù)融合的作用由于傳感器節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)范圍有交叉，同時(shí)為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同一區(qū)域可能布置了多個(gè)傳感器，造成傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)就會(huì)有一定的冗余。而這量的數(shù)據(jù)如果全部單獨(dú)上傳到基站，又將會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。如圖 2.3 所示，在采用融合操作時(shí)，匯聚節(jié)點(diǎn)需要接收 12 個(gè)數(shù)據(jù)包，，而采用融合操作后，匯聚只需要接收 3 個(gè)數(shù)據(jù)包，由此可見，數(shù)據(jù)融合能夠顯著降低網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)包的量，同時(shí)減輕了靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的簇首的通信負(fù)擔(dān)。無融合 有融合

用 TAG[28]路由算法將融合結(jié)果上要步驟包括數(shù)據(jù)分片、數(shù)據(jù)交換和節(jié)點(diǎn) ( 1, 2,... )iN i n在有限跳數(shù)內(nèi)點(diǎn)將自身的感知數(shù)據(jù)劃分為 k 分加密發(fā)送給集合kS 中的某個(gè)節(jié)示節(jié)點(diǎn)iN 發(fā)送給節(jié)點(diǎn)jN 的數(shù)據(jù)分1k iji d 。444 14 34 m m m
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN92;TP309

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10 徐生偉 李W毩

本文編號(hào)：2589370