[發(fā)明專利]基于隨機性測試的WSN協(xié)議安全性測試體系結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110366474.4
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102404767A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 裴慶祺;曾勇;吉世瑞;齊躍;王祥;李國宏;劉曉雷
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安望海電子科技有限公司
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 張問芬;王品華

1.基于隨機性測試的WSN協(xié)議安全性測試體系結構，其特征在于：該體系結構由協(xié)議形式化模塊、一致性測試模塊、隨機性測試模塊和綜合結果處理模塊組成，通過對偽隨機數(shù)進行隨機性測試，實現(xiàn)對安全協(xié)議的安全功能進行測試，各模塊的作用如下：

(1)協(xié)議形式化模塊

按照有限狀態(tài)機模型FSM對無線傳感器網(wǎng)絡的安全協(xié)議進行形式化描述，形式化描述具體由初始狀態(tài)、狀態(tài)集、輸入輸出事件集、狀態(tài)轉移函數(shù)、輸出函數(shù)描述，表示為一個五元組：M＝<S，I，O，S₀，T>，其中M是五元組，S是狀態(tài)集，I是輸入事件集，O是輸出事件集，T是轉移函數(shù)集；

(2)一致性測試模塊

①根據(jù)協(xié)議形式化描述得到協(xié)議的狀態(tài)轉移圖，由狀態(tài)轉移圖得到各個狀態(tài)的特征輸入輸出序列UIO；

②采用特征輸入輸出序列UIO，生成安全協(xié)議的一致性測試序列；

③輸入安全協(xié)議的一致性測試序列所表示的輸入事件，監(jiān)控待測方的輸出事件，將輸出事件和狀態(tài)轉移圖中的理論輸出對比，獲得一致性測試的結果；

④將得到的一致性測試結果輸出到綜合結果處理模塊；

(3)隨機性測試模塊

從狀態(tài)轉移圖中找出輸出偽隨機數(shù)的狀態(tài)，由狀態(tài)轉移圖所顯示的狀態(tài)轉移得到該狀態(tài)的引導序列和UIO序列，輸入UIO序列和引導序列所代表的事件使待測方產(chǎn)生偽隨機數(shù)，監(jiān)聽方監(jiān)聽被測試方對應狀態(tài)的輸出，反復從數(shù)據(jù)包中取出偽隨機數(shù)并保存，直到保存的偽隨機數(shù)滿足測試長度要求，之后對保存的數(shù)據(jù)進行隨機性測試；

(4)綜合結果處理模塊

將一致性測試模塊和隨機性測試模塊的測試結果輸入到綜合結果處理模塊，將測試結果進行綜合分析，得到協(xié)議安全性的測試結果，生成測試報告并保存，將需要顯示的測試結果顯示出來。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于隨機性測試的WSN協(xié)議安全性測試體系結構，其特征在于：協(xié)議形式化模塊中對協(xié)議形式化的狀態(tài)集S，輸入事件集I，輸出事件集O，轉移函數(shù)集T作如下描述：

S＝{S₀，S₁，...S_n-1}是狀態(tài)集，為有限個狀態(tài)的集合，在任意一個確定的時刻，協(xié)議的實體系統(tǒng)只能處于狀態(tài)集合中的某一個確定的狀態(tài)S_i，其中0≤i≤n-1；

I＝{i₀，i₁，...i_n-1}是輸入事件集，為有限個輸入事件的集合，在任意一個確定的時刻，協(xié)議的實體系統(tǒng)只能接受一個輸入事件；

O＝{O₀，O₁，...O_n-1}是輸出事件集，為有限個輸出事件的集合，在任意一個確定的時刻，協(xié)議的實體系統(tǒng)至多只能有一個輸出事件；

T是狀態(tài)轉移函數(shù)集，其中的每個元素表示為一個三元組t＝<S_i，S_j，i/o>，其中S_i，S_j∈S稱為轉換t的初始狀態(tài)和末狀態(tài)，S_i→S_i(i/O)表示有限狀態(tài)機M處于狀態(tài)S_i時接受輸入i使狀態(tài)轉移到S_j并且產(chǎn)生輸出O。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于隨機性測試的WSN協(xié)議安全性測試體系結構，其特征在于：隨機性測試模塊根據(jù)偽隨機數(shù)的周期性、獨立性、均勻性、組合性及連貫性，對偽隨機數(shù)進行離散傅里葉檢測、游程檢測、二元矩陣秩檢測、塊內頻數(shù)檢測、頻數(shù)檢測、串行檢測、正負連和升降連檢測，得到偽隨機數(shù)的隨機性。