[发明专利]一种无线传感器网络中加密数据的融合方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络中加密数据的融合方法，该方法在无线传感器网络中的sink节点处选取一个主加密密钥K、主认证密钥V和一个整数R；然后被网络按自治方式分裂成每个传感器的个人加密/认证密钥对(Ki，Vi)，并构造了一对加法双同态的加密/解密算法和一对加法双同态的认证信息生成/验证算法用于加密、解密、认证、验证测量数据，逐跳认证融合加密数据的有效性，且在数据对外输出完毕后，sink节点、传感器节点及其直接后继节点的密钥进行更新。本发明提高了加密数据融合的安全性，可及时地发现和定位外部攻击，阻止无效信息的传输，减少能耗、延长传感器的寿命、具有较低的计算成本和存储开销。

主权项

一种无线传感器网络中加密数据的融合方法，其特征在于，所述的无线传感器网络中设有若干个传感器节点，所述传感器节点分为sink节点、中间传感器节点和最底端传感器节点，各传感器节点与其直接前继节点和直接后继节点的相对位置已知，且其直接前继节点和直接后继节点均在其可通信范围内；融合方法包括以下步骤：(1)密钥分配：将无线传感器网络中的各个传感器节点初始化，无线传感器网络中的sink节点选取一个主加密密钥K、主认证密钥V和一个整数R；然后sink节点依照自顶向下的方式逐级给其后的直接后继节点分配一对加密/认证密钥，并传送整数R；系统生成公共参数pps，构造一对加法双同态的加密/解密算法和一对加法双同态的认证信息生成/验证算法；(2)加密和认证测量数据：中间传感器节点和最底端传感器节点从sink节点获取一次性的随机整数r和v，利用自己的个人加密密钥根据步骤(1)所述的加密算法加密感测数据，用自己的个人认证密钥根据步骤(1)所述的认证信息生成算法生成密文认证信息；(3)融合加密数据：所述步骤(2)中的加密数据和认证信息由下而上进行传递，最底端传感器节点只发送步骤(2)生成的密文和认证信息给自己的直接前继节点，中间传感器节点在接收到自己直接后继节点的信息后进行融合，并根据步骤(1)所述的认证信息验证算法验证融合加密数据的有效性，然后根据融合后的数据重新生成加密数据和密文认证信息向上传递，数据到达sink节点后，sink节点用主加密密钥解密有效的融合加密数据，对外输出相关结果；(4)密钥更新：待步骤(3)将数据对外输出完毕后，sink节点、中间传感器节点和最底端传感器节点依据安全需求进行全部或局部传感器节点的密钥更新，然后重新执行步骤(2)、(3)。