[發明專利]一種體域網系統中的數據安全傳輸方法

有效

• 申請號: 201310081516.9
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103200185A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 徐光俠;劉渝;劉宴兵;肖云鵬;王滿滿;宋洋洋
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08;H04L29/08;H04W12/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，涉及醫療系統中的體域網信息加密和安全傳輸技術，具體涉及一種體域網系統中的數據安全傳輸方法。

背景技術

作為傳感器網絡的一個分支，體域網是一個重要的公眾應用網絡。在電子醫療服務領域具有重巨大的應用需求，特別是遠程醫療、特殊人群監控、社區醫療等。體域網是由一些附著在人體身上微小的具有通信能力的傳感器和體域網匯集器組成的網絡，每一個小型傳感器都能被部署在人體上或者植入人體內部。體域網匯集器是體域網和外部公共網絡之間執行網絡管理和中繼功能的器件。體域網匯集器能保證人體的生理數據被安全的傳輸和交換。體域網不僅僅是一個新型的普適醫療監護、疾病控制和疾病預防的解決方案，也是物聯網重要的組成部分。

發展電子醫療是世界范圍內的一個趨勢，隨著世界人口的急速增長和相應的醫療資源短缺（財政支持，醫生及護士的數量，公共醫療設施等），電子醫療和健康監護等服務成為全球需求。體域網技術具有自動化、智能化的應用特點，能夠有效的解決看病難，看病貴的問題，特別是對于地處偏遠地區的用戶更是提供了便捷迅速的醫療服務手段。并且傳統的診療方法都是病后治療，而不是實時的疾病監控和預防，而體域網的實時化特點能夠滿足這一需求。在更高級的應用環境中體域網也能夠提供對人體生理參數的分類學習、實時分析及疾病預警。

由于無線信道的開放特性導致了基于傳感器的體域網也面臨著傳輸信息監聽、位置暴露等安全威脅。隨著信息化和傳感器技術的發展，如何解決醫療應用中用戶信息和位置等隱私問題是電子醫療發展過程當中亟待解決的問題。如果無法滿足用戶對數據安全保密、傳輸可靠以及位置保密的要求，電子醫療和相關服務的應用和發展將遭受很大的阻礙。由于傳感器感知和信息傳輸處理技術的發展和研究尚處于初級階段，當前的數據傳輸方法直接應用到體域網的數據傳輸過程中將會導致的問題有：(1)無線信道的開放特性使得體域網易被監聽，致使網絡中數據發送方和數據接收方的對應關系容易暴露，惡意攻擊者根據一些已有的背景信息容易推斷出一些用戶屬性數據，在不破解傳輸消息的情況下致使用戶隱私泄露。(2)已有的一些消息傳輸和路由方法大多用于監測隨機發生的事件，消息傳輸路徑也大都通過復雜的路由方法到達消息接收的基站，通過這種方法隱藏發送者與接受者的對應關系及達到匿名的目的。而這對于傳輸路徑比較短，事件發生源比較固定的體域網并不適用。(3)很多事件監測傳感器網絡都是同構網絡架構，需要將消息在網絡中經過多次轉發到達目的地，致使數據傳輸路徑容易探測，數據更加容易被監聽。并且過多次的轉發增加了數據到達的時間延遲。

目前，有一種數據傳輸保護方法是基于非對稱加密方法以及消息廣播機制，這種方法雖然能夠實現隱私保護和通信關系的安全不被破解，但由于非對稱加密方法計算消耗過大，對傳感器的存儲和計算消耗過重，對網絡生命周期不利，且大量復雜加密計算造成生理數據信息傳輸延時過大。此外，基于廣播的方法需要大量的信息接收方，這和病患較多而醫護人員相對較少的情況不太符合；并且在網絡部署初期要求映射好通信雙方的關系并對消息進行不間斷廣播，因此這對于醫護人員和病患家屬需要實時登陸查看信息的實際情況不是十分適用。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種體域網系統中的數據安全傳輸方法，該方法在網絡建立初始階段進行協商，通過節點加入網絡的初始化獲取傳輸時間，可以實現數據傳輸過程中的上下文安全，簡單且易于實現。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種體域網系統中的數據安全傳輸方法，包括如下步驟：

S1：按照層次結構部署體域網系統，所述體域網系統包括分別位于不同層次的匯集器、簇頭和基站，所述匯集器與用戶傳感器相連，所述簇頭與所述基站預置對稱密鑰，所述匯集器與所述簇頭預置對稱密鑰；

S2：對所述體域網系統進行初始化；

S3：所述各個匯集器進行數據采集并將所述數據傳輸給簇頭；

S4：所述簇頭將所述數據轉發給基站，所述基站對數據解密、存儲和分析處理，醫生或者病人家屬通過驗證登錄基站查詢到相關的患者信息，實現對病人的實時監護。