基于WSN的多混沌加密算法的研究與應用.pdf

1、隨著無線通訊和計算機設備的發(fā)展，微型傳感器節(jié)點憑借著感知、處理以及傳輸能力逐漸受到科研工作者的重視。無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）由這些低功耗、低成本、分布式、自組織的節(jié)點組成，使它廣泛的在環(huán)境和健康監(jiān)測、軍事偵察、智能交通等多個領域得到應用。與此同時，傳感器節(jié)點處于復雜開放活躍的環(huán)境當中，面臨著巨大的威脅，安全技術成為制約其發(fā)展的重要因素。
　　為了滿足WSN基本的安全需求，本文重點研究了WSN的信息加密技術。在混沌密碼學的基礎上，基

2、于存儲開銷和效率的考慮，提出了兩種不同技術的WSN輕量級分組加密算法。本文采用了傳統(tǒng)分組密碼中的Feistel結(jié)構，設計了兩種不同的混淆和擴散方法，分別應用到兩種算法的設計中來。基于存儲空間的考慮，首先將復合混沌方程進行整形化操作，結(jié)合線性同余隨機數(shù)發(fā)生器設計了整形化的混合混沌系統(tǒng)。利用系統(tǒng)周期大、弱相關性的特點，提出了新的輪函數(shù)和密鑰擴展算法，形成了一種新的混合混沌分組密碼。基于實現(xiàn)效率，對多個混沌映射的特性做了充足的分析證明，并采用

3、這些混沌映射結(jié)合置亂技術形成了新的S盒。利用此性能強健的S盒作為非線性操作部件，設計了新的輪函數(shù)和密鑰擴展算法，形成了一種基于混沌S盒的分組密碼。前者通過采用整形化的混沌系統(tǒng)作為非線性部件而減少了大量的存儲開銷，后者采用新設計的S盒在很大程度上提高了算法的效率。
　　最后，在WSN數(shù)據(jù)采集仿真中分別采用了這兩種加解密算法，并對這兩種算法進行了大量的測試，分析了速度、存儲開銷、結(jié)構安全、密鑰空間、密文統(tǒng)計特性、混淆和擴散等特性。通過