[發(fā)明專利]一種在傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行認(rèn)證的方法和傳感器網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110341738.0
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN103095451A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹啟祿;張志平;王建宏;林多強(qiáng);桂江波;張彬;李國輝;張闖;史學(xué)敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國移動通信集團(tuán)廣東有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04W12/06;H04W84/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

1.一種在傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行認(rèn)證的方法，其特征在于，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括：一個網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)、至少一個匯聚節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)；

方法包括：

建立至少兩個簇，第一簇包括所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)和至少一個匯聚節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)是所述第一簇的根節(jié)點(diǎn)，至少一個所述匯聚節(jié)點(diǎn)是所述第一簇的葉子節(jié)點(diǎn)；

第二簇包括一個所述匯聚節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)是所述第二簇的根節(jié)點(diǎn)，至少一個所述網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)是所述第二簇的葉子節(jié)點(diǎn)；

在每一個簇中，建立散列樹，所述散列樹的根節(jié)點(diǎn)具有第一根節(jié)點(diǎn)值；所述簇的各個葉子節(jié)點(diǎn)中存放了所述第一根節(jié)點(diǎn)值；

所述根節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個數(shù)據(jù)包；

該簇的葉子節(jié)點(diǎn)接到所述數(shù)據(jù)包，判定所述數(shù)據(jù)包的時間戳合法，根據(jù)所述數(shù)據(jù)包中的輔助認(rèn)證信息計算一第二根節(jié)點(diǎn)值，所述第二根節(jié)點(diǎn)值與所述第一根節(jié)點(diǎn)值相同，認(rèn)定該數(shù)據(jù)包合法。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

所述葉子節(jié)點(diǎn)是傳感器節(jié)點(diǎn)，所述傳感器節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證所述數(shù)據(jù)包合法后；利用預(yù)先約定的解密算法對所述數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解密，得到數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

當(dāng)前的簇中的根節(jié)點(diǎn)接到來自該簇中的葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，判定所述數(shù)據(jù)包的時間戳合法，利用數(shù)據(jù)包中的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證路徑計算出一第二葉子節(jié)點(diǎn)地址，第二葉子節(jié)點(diǎn)地址與預(yù)存的第一葉子節(jié)點(diǎn)地址相同；

將所述數(shù)據(jù)包加上當(dāng)前時刻的時間戳和所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證路徑，發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)中增加了一個節(jié)點(diǎn)之后，

判定所述節(jié)點(diǎn)所在的簇；

更新所述簇中各個節(jié)點(diǎn)存放的驗(yàn)證信息，所述驗(yàn)證信息包括：

該簇對應(yīng)的散列樹的第一根節(jié)點(diǎn)值、本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)值、從該簇的根節(jié)點(diǎn)至本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證路徑和后級各個節(jié)點(diǎn)的輔助認(rèn)證信息；

所述輔助認(rèn)證信息包括一數(shù)據(jù)項，所述數(shù)據(jù)項中存放當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的各下級節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在每一個簇中，建立散列樹包括：

建立一個Merkle樹，所述Merkle樹的根節(jié)點(diǎn)是該簇包含的一個所述匯聚節(jié)點(diǎn)，所述Merkle樹的葉子節(jié)點(diǎn)是該簇包括的至少一個所述網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)；

所述Merkle樹還包括多個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，各個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)成所述根節(jié)點(diǎn)到各個所述葉子節(jié)點(diǎn)的路徑；各個所述關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)虛擬存在且不傳輸所述數(shù)據(jù)包。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述數(shù)據(jù)包中的輔助認(rèn)證信息計算一第二根節(jié)點(diǎn)值，具體包括：

找到發(fā)出所述數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)到達(dá)當(dāng)前的葉子節(jié)點(diǎn)的所有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；

在所述輔助認(rèn)證信息中找到所述所有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)項；

根據(jù)所述所有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)項重構(gòu)一Merkle樹，計算出所述Merkle樹的根節(jié)點(diǎn)的Hash值作為所述第二根節(jié)點(diǎn)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，利用數(shù)據(jù)包中的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證路徑NAP計算出一第二葉子節(jié)點(diǎn)地址，具體包括：

對所述節(jié)點(diǎn)認(rèn)證路徑采用可逆變換的逆變換后得到一節(jié)點(diǎn)地址作為所述第二葉子節(jié)點(diǎn)地址；其中，所述可逆變換是葉子節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間預(yù)先約定的。

8.一種傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括：一個網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)、至少一個匯聚節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)；

以及包括：

簇建立單元，用于建立至少兩個簇，第一簇包括所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)和至少一個匯聚節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)是所述第一簇的根節(jié)點(diǎn)，至少一個所述匯聚節(jié)點(diǎn)是所述第一簇的葉子節(jié)點(diǎn)；

第二簇包括一個所述匯聚節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)是所述第二簇的根節(jié)點(diǎn)，至少一個所述網(wǎng)絡(luò)葉子節(jié)點(diǎn)是所述第二簇的葉子節(jié)點(diǎn)；

散列樹單元，用于在每一個簇中，建立散列樹，所述散列樹的根節(jié)點(diǎn)具有第一根節(jié)點(diǎn)值；所述簇的各個葉子節(jié)點(diǎn)中存放了所述第一根節(jié)點(diǎn)值；

葉子節(jié)點(diǎn)，用于接收所在簇的根節(jié)點(diǎn)發(fā)送的一個數(shù)據(jù)包；

判定所述數(shù)據(jù)包的時間戳合法，根據(jù)所述數(shù)據(jù)包中的輔助認(rèn)證信息計算一第二根節(jié)點(diǎn)值，所述第二根節(jié)點(diǎn)值與所述第一根節(jié)點(diǎn)值相同，認(rèn)定該數(shù)據(jù)包合法。