人體生理參數(shù)的密碼學(xué)特征提取與分析及其在安全WBAN中的應(yīng)用.pdf

1、如何利用人體生理參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密和消息認(rèn)證是目前的一個(gè)熱門研究方向。無線體域網(wǎng)（WBAN）具有與傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)所不同的特征，如節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力弱，功耗低，通信距離短，無線體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)單，承載的業(yè)務(wù)敏感，限制了常規(guī)安全機(jī)制的有效應(yīng)用，但又因?yàn)闊o線體域網(wǎng)是針對(duì)不同個(gè)體的人身上的通信，每個(gè)人的生理特征有細(xì)微的差別，因此，如何利用人體生理參數(shù)的個(gè)體差異設(shè)計(jì)適用于WBAN的安全機(jī)制與安全協(xié)議就顯得特別意義。
　　本文對(duì)WBAN的安全通信進(jìn)

2、行研究，主要工作有：
　　1.以新的角度簡(jiǎn)介無線體域網(wǎng)的概念，闡述了 IEEE802.15.6關(guān)于無線體域網(wǎng)的物理層通信的定義以及安全等級(jí)的定義，回顧了國內(nèi)外關(guān)于無線體域網(wǎng)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了WBAN所面臨的安全性問題，以及傳統(tǒng)的生理加密技術(shù)以及它們的局限。
　　2.分析了無線體域網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特征，將當(dāng)今主流的安全體制，數(shù)據(jù)加密算法，消息認(rèn)證方式進(jìn)行了對(duì)比，通過分析提出基于人體生理數(shù)據(jù)提取構(gòu)建對(duì)稱密密鑰共享安全信道的適合無

3、線體域網(wǎng)的安全通信構(gòu)想。
　　3.總結(jié)了可用于無線體域網(wǎng)的生理參數(shù)，通過分析選擇心脈間隔作為合適的生理參數(shù)并對(duì)心脈間隔進(jìn)行了模型分析、特征提取電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)際電路的制作。通過多個(gè)人體心脈間隔檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，獲得較大量的數(shù)據(jù)樣本，并引入 K-S檢測(cè)法對(duì)樣本分布進(jìn)行檢測(cè)，首次發(fā)現(xiàn)心脈間隔差異呈似高斯分布。
　　4.根據(jù)基于生理參數(shù)的隨機(jī)比特?cái)?shù)據(jù)生成模型和具體方法，獲得了新的密鑰產(chǎn)生方式。通過對(duì)本文采集的樣本隨機(jī)數(shù)進(jìn)行的密碼學(xué)分析

4、，得出基于心脈間隔差異產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)序列具有‘0’與‘1’個(gè)數(shù)非常接近、線性復(fù)雜度均值在序列半長附近的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。此外，對(duì)于128比特長的生理隨機(jī)序列，同一個(gè)人同一時(shí)間不同部位所產(chǎn)生的隨機(jī)序列的漢明距離絕大多數(shù)都小于10，而在同一個(gè)人不同時(shí)間相同部位，或者不同人相同時(shí)間相同部位，所產(chǎn)生的隨機(jī)序列的漢明距離基本都分布在范圍40-85之間。
　　由此本文得出結(jié)論，利用心脈間隔差異獲得的隨機(jī)比特序列具有很好的隨機(jī)性和同時(shí)間不同人體部位的良好