[發(fā)明專利]用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)的無線體域網(wǎng)密鑰協(xié)商方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410140435.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN103888943B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳莉莉;同鳴;鄭翔;陳玉炎;姚有哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W12/04
• 分類號(hào): H04W12/04
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)的無線體域網(wǎng)密鑰協(xié)商方法，包括如下步驟：

(1)構(gòu)建接收信號(hào)強(qiáng)度序列：

無線體域網(wǎng)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B輪流發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)N次，每次收到訓(xùn)練信號(hào)的節(jié)點(diǎn)從無線網(wǎng)卡匯報(bào)的信息中取出1個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度值，并將收集的N個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度值按時(shí)間順序排列，構(gòu)成該節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度序列h_node，有：

式中，h_A、h_B分別表示節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B構(gòu)建的接收信號(hào)強(qiáng)度序列，下標(biāo)“node”表示節(jié)點(diǎn)名稱，N為大于1的自然數(shù)；

(2)節(jié)點(diǎn)對(duì)自己的接收信號(hào)強(qiáng)度序列h_node進(jìn)行自適應(yīng)門限映射，得到它的狀態(tài)序列Q_node：

(2a)節(jié)點(diǎn)以窗長(zhǎng)W為間隔，將接收信號(hào)強(qiáng)度序列h_node順序分割成T個(gè)連續(xù)，且不重疊的子序列，即：其中，接收信號(hào)強(qiáng)度子序列表示接收信號(hào)強(qiáng)度序列h_node的第i個(gè)子序列，i＝1,2,…,T，node＝A或B，窗長(zhǎng)W為一個(gè)小于N的自然數(shù)，表示向上取整運(yùn)算；

(2b)節(jié)點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度子序列i＝1,2,…,T，依次執(zhí)行映射得到映射輸出序列

(2b1)根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度子序列的均值和標(biāo)準(zhǔn)方差計(jì)算映射上門限與映射下門限

q+nodei=mnodei+α*σnodei]]>

q-nodei=mnodei-α*σnodei]]>

式中，門限調(diào)節(jié)因子α是一個(gè)正實(shí)數(shù)；

(2b2)根據(jù)映射上門限與映射下門限將接收信號(hào)強(qiáng)度子序列包含的所有元素逐個(gè)進(jìn)行變換，依次得到每個(gè)元素變換后的狀態(tài)值：

式中，x表示變換前的元素，f(x)表示元素x變換后的狀態(tài)值；

(2b3)將接收信號(hào)強(qiáng)度子序列中各元素變換后的狀態(tài)值按照元素出現(xiàn)的先后順序進(jìn)行排列，構(gòu)成映射輸出序列i＝1,2,…,T；

(2c)節(jié)點(diǎn)將映射輸出序列順序連接，得到自己的狀態(tài)序列Q_node，該狀態(tài)序列Q_node里的元素在集合{-1,0,1}里取值，下標(biāo)“node”表示節(jié)點(diǎn)名稱，node＝A或B；

(3)建立互異元素索引表：

(3a)節(jié)點(diǎn)初始化互異元素索引表L_node為空，即L_node＝{}，下標(biāo)“node”表示節(jié)點(diǎn)名稱，node＝A或B；

(3b)節(jié)點(diǎn)依次檢查自己的狀態(tài)序列Q_node中的每個(gè)元素，若該元素值為-1，則將該元素在狀態(tài)序列Q_node中的序號(hào)作為它的索引值保存到互異元素索引表L_node中；

(4)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行步驟(1)至步驟(3)的同時(shí)，不斷地采集人體的心電信號(hào)，并將采集到的心電信號(hào)通過模數(shù)編碼方法，產(chǎn)生生物比特序列K；

(5)生物簽名：

(5a)節(jié)點(diǎn)將生物比特序列K作為簽名密鑰，將互異元素索引表L_node作為待簽名消息，采用基于哈希的消息認(rèn)證碼HMAC算法計(jì)算互異元素索引表L_node所對(duì)應(yīng)的消息認(rèn)證碼:MAC_node＝HMAC(K,L_node)，下標(biāo)“node”表示節(jié)點(diǎn)名稱，node＝A或B；

(5b)節(jié)點(diǎn)將消息認(rèn)證碼MAC_node尾隨在互異元素索引表L_node之后，構(gòu)成自己的簽名互異元素索引表：下標(biāo)“node”表示節(jié)點(diǎn)名稱，node＝A或B；

(6)兩節(jié)點(diǎn)A與B輪流通過公共信道將各自的簽名互異元素索引表發(fā)送出去；

(7)身份認(rèn)證與共有比特序列提取：

(7a)收到簽名互異元素索引表的接收節(jié)點(diǎn)對(duì)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的身份進(jìn)行認(rèn)證；

(7b)若發(fā)送節(jié)點(diǎn)沒有通過身份認(rèn)證，則接收節(jié)點(diǎn)結(jié)束與發(fā)送節(jié)點(diǎn)的密鑰協(xié)商；若發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過身份認(rèn)證，則接收節(jié)點(diǎn)將接收到的互異元素索引表與自己的互異元素索引表取并集，得到更新的互異元素索引表

(7c)接收節(jié)點(diǎn)以更新的互異元素索引表作為索引，從自己的狀態(tài)序列Q_node中刪除所有被索引到的元素，并將被保留下的元素按其所在位置的順序排列，構(gòu)成共有比特序列Y；

(8)節(jié)點(diǎn)對(duì)共有比特序列Y進(jìn)行哈希運(yùn)算得到密鑰Key，密鑰Key作為兩節(jié)點(diǎn)A和B共享的密鑰。