[發明專利]物聯網可穿戴設備中基于行為動作感知的輕量級實時密鑰生成方法和系統

有效

• 申請號: 201710485266.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107360570B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 任偉;陳子濤
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: H04W12/04
• 分類號: H04W12/04;H04W12/06;H04W12/10;H04L9/32;H04L9/08;H04L9/06;H04L29/08
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 許美紅

1.一種物聯網可穿戴設備中基于行為動作感知的輕量級實時密鑰生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取用戶不同的穿戴設備中內嵌的加速度傳感器的傳感數據，所述傳感數據為不同的穿戴設備經隨機性地共同搖動產生具有相似軌跡的加速度數據；

S2、對獲取的傳感數據進行高通濾波，并進行移動平滑過濾處理；

S3、對不同穿戴設備的傳感數據進行糾錯過濾，具體為丟棄相鄰差值小于閾值的比特樣本點；

S4、通過基于相鄰數據點的數值大小關系的數據比特量化算法對經糾錯過濾后的傳感數據進行比特量化；

S5、兩個穿戴設備進行協商，以共同擁有一個相同的安全密鑰，具體協商過程包括：

第一穿戴設備將其丟棄的比特樣本點序列發送給第二穿戴設備；第二穿戴設備根據收到的比特樣本點序列對傳感數據進行篩選，第二穿戴設備篩選完成所得到的傳感數據為密鑰；

當第二穿戴設備得到的密鑰長度小于預設閾值時，則終止通信；否則，第二穿戴設備將其丟棄的比特樣本點序列同樣發送給第一穿戴設備，發送的內容還包括對發送數據進行HMAC操作所得到的驗證序列，該驗證序列用于驗證數據完整性及第一穿戴設備的身份；該驗證序列為：HMAC(K,m)＝H((K′⊕opad)‖H((K′⊕ipad)‖m))，其中K為第二穿戴設備所生成的密鑰；m為第二穿戴設備需要丟棄的比特樣本點序列；K′為由K所生成的新的密鑰；‖為結合運算符；⊕為異或運算符；opad和ipad分別為外部和內部的填充值；

第一穿戴設備同樣根據收到的比特樣本點序列進行篩選，篩選完成后得到共享密鑰，然后利用該共享密鑰驗證所收到的驗證序列，以驗證出第一穿戴設備的身份有效性及數據的完整性。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，基于相鄰數據點的數值大小關系的數據比特量化算法具體為：比較當前數據點與前一個數據點的數值差值大小，若當前樣本點小于前一個樣本點，則當前樣本點量化的比特值為1，否則為0。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟S3中，具體為丟棄相鄰差值小于0.15的比特樣本點。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括步驟：

S6、獲取位于身體不同部位的兩個穿戴設備中的內嵌加速計傳感器捕獲的實時加速度數據；

S7、通過基于相鄰數據點的數值關系的數據比特量化算法對獲取的實時加速度數據直接進行比特量化處理；

S8、兩個不同的穿戴設備各自擁有不同的隨機比特串，利用已經生成的共享密鑰對各自的比特串進行加密，并計算加密內容的哈希值以驗證數據完整性，然后兩個穿戴設備各自把密文和哈希值發送給對方；

S9、其中一個穿戴設備接收到密文后解密獲取明文，并驗證明文的哈希值，若驗證通過，則把自己已有的隨機比特串加上收到的比特串，生成新的會話密鑰。