本文關鍵詞：物聯網中安全數據融合技術研究

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【摘要】：隨著移動計算和制造能力的快速發(fā)展,移動式、嵌入式終端的運算和存儲能力越來越強。物聯網上的相關安全協議及算法是當前領域內的研究重點。無線傳感器網絡是物聯網感知層的主要組成部分,它的任務是依靠分散在環(huán)境中的大量節(jié)點,收集有用信息,以便人們能夠使用這些信息進行各類分析和處理。由于能量受限以及以數據為中心的特點,數據融合技術在無線傳感器網絡中得到廣泛使用。于是,數據的安全性問題便成了無線傳感網絡數據融合的一個熱點問題。本文著力于研究物聯網中的安全數據融合技術,旨在提出適用于物聯網感知層的安全數據融合方案,同時基于提出方案設計了一個基本的物聯網感知層多節(jié)點數據融合及查詢系統(tǒng)。主要的研究內容和成果如下：(1)分析了物聯網感知層的安全特性和其中傳感器節(jié)點的性能,找出物聯網感知層安全數據融合的基本要求,即隱私保密、節(jié)能和魯棒性。另外,通過對現有的國內外安全數據融合方案的分析比較,指出適合于物聯網的安全數據融合方案的研究方向。(2) 基于加法同態(tài)加密算法的安全數據融合方案CMT具有計算量小,框架簡潔等諸多優(yōu)點,但卻無法克服參與者ID急劇膨脹大大增加傳輸開銷的缺點。針對這一問題,本文提出一種基于共享密鑰向量的無線傳感器網絡安全數據融合方案,通過使用密鑰信息位代替節(jié)點ID的方式在節(jié)省傳輸開銷的前提下為數據融合提供了安全保護。同時,通過加入組合消息驗證碼的驗證,使得數據融合具有了完整性驗證功能,進一步提高了安全性。經分析證明和性能比較,該方案在傳輸開銷上較現有方案有明顯改進,克服了已有方案的安全缺陷,能適用于物聯網感知層環(huán)境。(3)為了滿足數據融合的多樣性要求,文章研究了基于偽裝數據的非線性安全數據融合方案�；趥窝b數據的KIPDA方案在不加密的情況下通過添加偽裝數據實現隱私保護。針對方案不具備完整性驗證的安全問題,本文提出一種復式驗證的偽裝數據融合方案,在安全性上得到了明顯提升。(4)本文最后設計了一個基本的物聯網感知層多節(jié)點數據融合及查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為采集端、服務器端和用戶查詢端三個部分。其中,采集端各節(jié)點由多個ARM嵌入式節(jié)點組成,用于實現數據的收集和加密計算,各節(jié)點同時配備zigbee模塊進行組網和數據的無線傳輸。服務器端通過建立多線程web服務器的方式來響應多終端對于數據的查詢要求。用戶查詢端從服務器端獲得密文后在本地進行解密。經安全性和可用性分析,該系統(tǒng)適用于物聯網感知層安全數據融合。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP391.44;TP309

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本文編號：1290191