[发明专利]一种适用于无线传感器网络广播认证的方法

摘要

本发明提出了一种基于中国剩余定理的无线传感器网络广播认证方法，以解决在无线传感器网络中广播数据包的源认证和消息完整性认证问题为目的。基站利用中国剩余定理同余方程组的唯一解作为消息的“签名”，构造广播数据包并发送；接收方根据广播数据包中的“签名”恢复出消息认证码MAC，再由广播数据包中的消息与对密钥生成消息认证码，通过比对广播消息认证码MAC与是否相等来完成对广播数据包的认证操作。本发明在整个无线传感器网络中无需复杂的密钥管理机制，即可实现对随机广播消息的立即认证，容忍包丢失等，还具有抗重放攻击、抗DOS攻击以及节点抗俘获等能力。

主权项

1.一种基于中国剩余定理的无线传感器网络广播认证方法，其特征在于：包括以下步骤：基站根据本基站范围内无线传感器节点总数k，预配置k个大于2^c-1并且两两互素的正整数（n₁,n₂…n_k），基站每发一次广播包，计数器值C_B加一；将两两互素的正整数（n₁,n₂…n_k）分别一一对应预存储到网内相应节点中。各节点配置与基站对应的唯一对密钥K_Bi,其中i=1,2…k；基站根据密钥K_Bi通过消息认证码生成算法为广播消息计算k个消息认证码；基站将k个消息认证码（MAC₁,MAC₂…MAC_k）作为中国剩余定理同余方程组各等式的余数，将正整数(n₁,n₂… n_k)作为同余方程组各等式的模，构建同余方程组；计算同余方程组得出唯一解X，将X作为广播消息的“签名”，进而构造广播包<m‖C_B,X>，并将广播包发送给网内所有节点；接收节点S_i收到广播包<m‖C_B,X>后，提取广播包中的签名X，根据公式MAC_i=X mod n_i获得接收节点S_i的广播消息认证码MAC_i，接收节点S_i根据接收到广播包中的消息m和计数器值C_B以及与基站共享的唯一对密钥K_Bi，由消息认证码算法计算消息认证码；比较MAC_i与是否相等，若，则广播认证失败，丢弃广播数据包；若，则广播认证成功，接收广播数据包。