基于廣義D-序列的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點加密技術(shù)研究.pdf

1、在信息感知研究發(fā)展歷史中，無線傳感網(wǎng)絡(luò)是一個革命性的突破。它被應(yīng)用于各式各樣的不同領(lǐng)域，如軍事，地震監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)控，醫(yī)療，工商業(yè)等。由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的布置環(huán)境和通信方式具有特殊性，其安全問題日益成為急需解決的熱點問題，在眾多的安全問題研究中，節(jié)點加密技術(shù)是一個基礎(chǔ)性的研究。但由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的資源有限的特點，現(xiàn)有的復(fù)雜數(shù)據(jù)加密算法就不太適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，如基于混沌的加密算法等。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議研究中，其第一步就在于如何設(shè)計出一個

2、適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的加密算法。
　　加密算法的基礎(chǔ)就是隨機數(shù)序列的獲取。傳統(tǒng)的隨機數(shù)產(chǎn)生方式有基于混沌序列的隨機數(shù)產(chǎn)生器、基于量子的隨機數(shù)產(chǎn)生器、基于硬件的隨機數(shù)產(chǎn)生等，但這些隨機數(shù)產(chǎn)生器的設(shè)計未考慮到無線傳感網(wǎng)絡(luò)加密的計算能力和存儲空間有限的特點，因此其不適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，為了解決資源有限的問題，我們設(shè)計了一種新的廣義D-序列偽隨機數(shù)產(chǎn)生器，現(xiàn)有D-序列具有優(yōu)良的隨機特性，結(jié)構(gòu)簡單，計算復(fù)雜度低，存儲空間需求小的特點，但其序列

3、長度有限的特點限制了其發(fā)展。因此，我們在原有D-序列的產(chǎn)生過程中引入新的隨機變量來擴展其序列長度，并將其應(yīng)用到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，仿真結(jié)果和性能分析證明了這個新的廣義D-序列偽隨機數(shù)產(chǎn)生器能很好的解決了序列長度有限的問題，并且保有原有的所有優(yōu)點甚至其隨機特性更優(yōu)良，十分適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)。
　　在這個新的廣義D-序列偽隨機數(shù)產(chǎn)生器的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一個新的適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基于廣義D-序列的雙向置亂加密算法。它是基于一個P盒來打亂

4、數(shù)據(jù)順序和兩個不同操作方向的S盒來進行改變數(shù)據(jù)值，從而實現(xiàn)了將一個原有序列加密成一個噪聲序列，雙向S盒的操作使得加密的混亂特性更為優(yōu)良。統(tǒng)計結(jié)果分析證明其加密結(jié)果具有噪聲信號的統(tǒng)計特性，同時密鑰分析證明其具有很高的安全性來抵御野蠻攻擊，與AES的對比分析中，該算法也具有更高的安全性來抵御差分攻擊方式，另外該算法被證明在噪聲攻擊和數(shù)據(jù)丟失攻擊方面具有更加優(yōu)良的加密效果，更適合于無線傳感網(wǎng)絡(luò)。最后，相比于AES固定長度輸入的特性，該算法具有