[发明专利]一种无线传感器网络信息隐藏方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：初始状态下，基站为每个传感器节点i生成并预配置一个身份ID_i信息和相关参数，网络中节点通过与基站进行协商生成与基站共享的嵌入密钥K_i；

S2：分布在无线传感器网络中的传感器节点负责采集监测环境中的常规监测对象信息E和敏感数据信息S；

S3：将采集到的敏感数据存储在缓冲区，当缓冲区满时，利用与基站共享的密钥K_i生成高斯随机矩阵Φ_m×n对其进行编码，获得敏感数据的观测值Y_m；

S4：利用稀疏化公式对采集到的常规数据E进行稀疏化处理，得到稀疏矩阵Ψ_m×m，并构造目标传输数据f_m；

S5：将目标传输数据包通过无线传感器网络中的节点逐跳转发，直至传送到基站；

S6：基站端利用与传感器节点i共享的嵌入密钥K_i，生成关联的正态随机矩阵Φ_m×n，解码得到稀疏化的载体数据Es_m，最后重构出载体数据E_m；

S7：执行向量减法和矩阵相乘的操作，得到敏感数据S_n。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：在步骤S1中，所述嵌入密钥K_i的产生具体步骤为：

S11：系统初始化阶段，基站为网络中每个节点生成并分配一个身份ID作为唯一身份标识，基站和节点存储着全网预配置密钥PSK；

S12：节点i入网认认证过程中，节点利用自身的长地址信息ID_i、随机数N₁、系统当前时间以及全网密钥生成认证码，然后将长地址ID_i、随机数N₁和认证码MIC₁作为入网认证报文发送给基站；

S13：基站端在接收到此报文，并且认证通过后，产生随机数N₂，然后利用接收到的N₁、ID_i、N₂生成节点与基站共享的嵌入密钥K_i，将嵌入密钥K_i和随机数N₂发送给节点。

3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：在步骤S2中，所述常规监测对象信息，即载体信息，包括温度、光照和电压；

所述敏感数据信息需要隐藏传输，包括密钥、ID信息、军事领域中的关键数据和节点的身份验证信息。

4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：在步骤S3中，所述敏感数据的观测值获取具体包括以下步骤：

S31：被采集到的数据分别存储到节点的数据缓存区，当缓存区为满时，从中提取n个敏感数据，组成敏感数据列向量S_n；

S32：节点利用与基站共享的嵌入密钥K_i生成高斯随机矩阵Φ_m×n，对敏感数据列向量S_n进行线性编码，得到敏感数据的线性测量值Y_m。

5.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：在步骤S4中，所述构造目标传输数据f_m包括以下步骤：

S41：在传感器节点端，通过稀疏化公式实现载体数据的稀疏处理，构造载体数据列向量的稀疏矩阵Ψ_m×m；

S42：将敏感数据的测量值Y_m和载体数据列向量E_m，通过矩阵加法公式得到目标传输数据其中为尺度变换因子。

6.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络信息隐藏方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：节点将嵌入敏感数据信息后的数据包发送给下一跳的节点，再通过分布在网络监测区域中的其他节点逐跳地转发，直至传送到基站。