[發明專利]一種體域網傳感器網關節點的輕量級加密方法及加密系統

有效

• 申請號: 201210497442.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102932154A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 任偉;牟揚;任毅;馬良荔;熊峰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L29/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及體域網傳感數據加密領域，尤其涉及一種體域網傳感器網關節點的輕量級加密方法及加密系統。

背景技術

體域網（WBAN，Wireless?Body?Area?Networks），又稱為體域傳感網。體域網通常由傳感器節點和傳感器網關節點構成。傳感器節點獲取并上傳感知身體健康指標的數據到傳感器網關節點，傳感器網關節點將這些數據進一步上傳到云計算存儲中心，用于醫療監測、監控、護理、診斷等。

體域網是物聯網的主要應用，為遠程醫療提供了實時健康相關數據，可廣泛應用于遠程醫療，病情監控，老年人管理等，市場前景廣闊。

由于體域網傳感器數據通常會涉及到用戶的病情隱私，在某些對隱私要求較高的環境如關鍵病人、重點監控對象等情況下需要加密。但是，由于傳感器感知的數據屬于周期性采集，往往導致采集到的數據量較大。這種情況下，如果采用傳統的傳感器節點數據加密方式，例如普通流密碼或者分組密碼加密，將導致耗電量過大，快速消耗掉傳感器節點的電量，導致頻繁的充電或者更換電池，將不利于健康監控對象的移動以及傳感器的持續使用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中傳統的傳感器節點數據加密方式耗電量過大，不利于健康監控對象的移動以及傳感器的持續使用的缺陷，提供一種加密速度快，電耗小的體域網傳感器網關節點的輕量級加密方法及加密系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種體域網傳感器網關節點的輕量級加密方法，包括以下步驟：

獲取多個傳感器節點的感知數據；

計算各個感知數據的偏離值，偏離值為感知數據與預先存儲的一個上傳周期的中間特征值表中相應傳感器節點的中間特征值的差值的絕對值，并記錄差值的符號值，若差值大于等于零，則符號值為0，否則，符號值為1；

選擇預先設置的密鑰表中的密鑰，所選擇的密鑰對應一個密鑰序號，將各個偏離值與對應密鑰取異或，得到加密后的加密值，將對應各個傳感器節點的符號值和對加密值作為該傳感器節點的上傳值；

選擇預先設置的置換表中的置換序列，所選擇的置換序列對應一個置換序列序號，將按節點順序排列的所有傳感器節點的上傳值利用所選擇的置換序列進行置換，得到置換后的所有傳感器節點的上傳值；

將置換后的所有傳感器節點的上傳值、所選密鑰對應的密鑰序號以及所選置換序列對應的置換序列序號上傳給云計算存儲服務器端，該云計算存儲服務器端預先存儲有與傳感器網關節點相同的密鑰表和置換表。

本發明所述的方法中，還包括步驟：

對所述預先存儲的一個上傳周期的中間特征值表進行定期調整。

本發明所述的方法中，在選擇預先設置的置換表中的置換序列時，按照置換表中的置換序列的序號進行選擇。

本發明所述的方法中，在選擇預先設置的密鑰表中的密鑰時，按照密鑰表中的密鑰序號進行選擇。

本發明解決其技術問題所采用的另一技術方案是：

提供一種體域網傳感器網關節點的輕量級加密系統，包括：

感知數據獲取模塊，用于獲取多個傳感器節點的感知數據；

計算模塊，用于計算各個感知數據的偏離值，偏離值為感知數據與預先存儲的一個上傳周期的中間特征值表中相應傳感器節點的中間特征值的差值的絕對值，并記錄差值的符號值，若差值大于等于零，則符號值為0，否則，符號值為1；

加密模塊，用于選擇預先設置的密鑰表中的密鑰，所選擇的密鑰對應一個密鑰序號，將各個偏離值與對應密鑰取異或，得到加密后的加密值，將對應各個傳感器節點的符號值和對加密值作為該傳感器節點的上傳值；

置換模塊，用于選擇預先設置的置換表中的置換序列，所選擇的置換序列對應一個置換序列序號，將按節點順序排列的所有傳感器節點的上傳值利用所選擇的置換序列進行置換，得到置換后的所有傳感器節點的上傳值；

上傳模塊，用于將置換后的所有傳感器節點的上傳值、所選密鑰對應的密鑰序號以及所選置換序列對應的置換序列序號上傳給云計算存儲服務器端，該云計算存儲服務器端預先存儲有與傳感器網關節點相同的密鑰表和置換表。

本發明所述的輕量級加密系統中，還包括：

中間特征表調整模塊，用于對所述預先存儲的一個上傳周期的中間特征值表進行定期調整。

本發明所述的輕量級加密系統中，所述置換模塊在選擇預先設置的置換表中的置換序列時，按照置換表中的置換序列序號進行選擇。