[发明专利]一种无线传感网络节点安全认证方法

权利要求书

1.一种无线传感网络节点安全认证方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将已注册节点的身份验证ID加入验证数据库，验证待接入节点的身份验证ID，若验证通过则进入步骤S2，否则拒绝该待接入节点接入无线传感网络；

S2、获取待接入节点无线通信信号的模糊熵，并根据获得的模糊熵提取该信号的暂态部分，得到暂态信号；

S3、分别提取暂态信号的模糊熵特征和最小二乘多项式拟合特征；

S4、将暂态信号的模糊熵特征和最小二乘多项式拟合特征进行融合，得到暂态指纹特征；

将已注册节点的暂态指纹特征加入验证数据库；

S5、将待接入节点的暂态指纹特征与验证数据库进行匹配识别，若匹配识别成功则允许该待接入节点接入无线传感网络，否则拒绝该待接入节点接入无线传感网络，完成无线传感网络节点的安全认证；

所述步骤S2的具体方法为：

S2-1、对待接入节点无线通信信号x(n)添加窗宽、滑动距离均为l的滑动窗，通过分段计算信号x(n)的模糊熵，得到信号x(n)的模糊熵序列FE；

S2-2、根据门限检测法对模糊熵序列FE进行检测并得到暂态信号的端点，进而得到暂态信号s(k)与暂态信号s(t)；其中n和k均为信号采样点；t为采样时间；

步骤S3中提取暂态信号模糊熵特征的具体方法包括步骤：

S3-1-1、通过添加窗宽为w、滑动距离为l₁的滑动窗，将暂态信号s(k)分为N个子序列；其中L为暂态信号s(k)的样本长度；

S3-1-2、对每个子序列进行模糊熵运算，得到N个模糊熵值组成的模糊熵特征的特征向量：{fe(i)}，i＝1,…N；其中fe(i)为第i个模糊熵值的特征值。

2.根据权利要求1所述的无线传感网络节点安全认证方法，其特征在于：所述步骤S3中提取暂态信号的最小二乘多项式拟合特征的具体方法包括步骤：

S3-2-1、通过希尔伯特变换得到暂态信号s(t)的幅值包络A(t)；

S3-2-2、通过最小二乘多项式拟合法对幅值包络A(t)进行拟合，得到幅值包络A(t)的M阶多项式函数：f(x)＝a₀+a₁x+…+a_Mx^M；其中a₀,…,a_M均为常数；

S3-2-3、根据M阶多项式函数f(x)的各阶次多项式系数a₀,…,a_M，得到最小二乘多项式拟合特征的特征向量：{a(j)},j＝0,…M。

3.根据权利要求2所述的无线传感网络节点安全认证方法，其特征在于：所述步骤S4中将暂态信号的模糊熵特征和最小二乘多项式拟合特征进行融合，得到暂态指纹特征的具体方法为：

通过串行特征融合方式得到暂态指纹特征，其中暂态指纹特征的特征向量为：{p(k)},k＝1,…,N+M+1。

4.根据权利要求3所述的无线传感网络节点安全认证方法，其特征在于：所述步骤S5的具体方法为：

将验证数据库中与该待接入节点的身份验证ID相对应的暂态指纹特征与从该待接入节点所提取的暂态指纹特征进行匹配识别，若识别成功则允许该待接入节点接入无线传感网络；否则拒绝该待接入节点接入无线传感网络、输出特征不匹配结果，完成无线传感网络节点的安全认证。