[发明专利]一种基于PKI的Zigbee无线传感器网络安全方法

权利要求书

1.一种基于PKI的Zigbee无线传感器网络安全方法，包括如下步骤；

步骤A：构建模拟监控系统，进行各类传感器节点设置和角色定义；

步骤B：进行基于能量和距离的分簇式路由协议的Zigbee网络动态成簇计算，对簇头之间的距离进行控制，使簇头分布更加均匀和合理，同时监控各节点能耗情况，适时进行重新分簇，以平衡整个网络各节点的能耗，确保网络整体生存时间达到最佳值，簇成员节点和簇头直接进行通信，采用时分多址(TDMA)信道接入技术，不在时隙内的节点进入休眠状态，节省了单个节点的能量；簇和簇之间采用码分多址（CDMA）技术避免信息干扰；

步骤C：进行Zigbee的高级加密标准（AES128）对称密码计算，提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码；

步骤D：根据公开的PKI算法，结合传感器网络各节点的角色定义和安全架构，在所述高级加密标准（AES128）的对称密码算法的基础上进行64位非对称加密计算；

步骤E：根据步骤B中所述的Zigbee网络动态成簇计算和步骤D中所述的64位非对称加密计算，设计一个Zigbee无线网络的安全系统，其包含两个接口：一个接口面向Zigbee无线传感器，接口定义包含传感器的身份、信号定义等信息，另一个接口面向应用逻辑层，接口定义包含节点状态、节点能量等信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于PKI的Zigbee无线传感器网络安全方法，其特征在于：步骤A中所述的模拟监控系统包括与应用层逻辑接口通信连接的基站，和连接于基站上的多个簇头，该簇头上连接若干成员节点。

3.根据权利要求1所述的一种基于PKI的Zigbee无线传感器网络安全方法，其特征在于：步骤D中所述的64位非对称加密计算，其主要功能依次包括身份验证、确定密钥、加密数据、数据传输和数据解密。

4.根据权利要求1所述的一种基于PKI的Zigbee无线传感器网络安全方法，其特征在于：步骤B中所述的Zigbee网络动态成簇计算的方法，包括，

第一步：基于能量和距离的分簇式路由协议的簇头的选取；

第二步：基站（BS）给每个簇内成员节点分配时分多址（TDMA），并组建簇，基站（BS）在经过簇头选取以及簇组建以后就开始发送广播消息，确定各节点是簇头还是成员节点及所属簇；

第三步：在节点传输信号中包含了节点能量信息，基站根据节点能量消耗情况，重新选取簇头并成簇，以均衡网络内部能耗。