轻量级的无线传感器网络安全小数据分发方法

摘要

本发明公开了一种轻量级的无线传感器网络安全小数据分发方法，包括如下阶段：第一阶段：系统初始化阶段，基站生成单向密钥链，并在各传感器节点部署之前将密钥链承诺值加入到各传感器节点中；第二阶段：数据包的前期处理阶段，基站利用哈希函数，构建特定数据项的合法数据包；第三阶段：数据包验证阶段，传感器节点对接收到的数据包进行验证，如果接收到的数据包为合法的数据包，则接受该数据包并对传感器节点进行更新，否则直接放弃该数据包。本发明考虑了常用的传感器节点资源受限的情况，具有能抵抗传感器节点妥协，在丢包以及数据包传送失序上具有高鲁棒性、基站与传感器节点之间无需时间同步等优点，同时兼具高效节能、存储开销较低、能抵抗恶意攻击等优秀特性。

主权项

轻量级的无线传感器网络安全小数据分发方法，其特征在于，包括如下阶段：第一阶段：系统初始化阶段，在此阶段，基站随机挑选一个数，根据该数生成一条单向密钥链，并在各传感器节点部署之前将密钥链承诺值加入到各传感器节点中；第二阶段：数据包的前期处理阶段，在此阶段基站利用哈希函数，根据需要分发的特定的小数据项，构造一个属于该数据项的合法数据包；第三阶段：数据包验证阶段，传感器节点对接收到的数据包进行验证，如果接收到的数据包为合法的数据包，则接受该数据包并对传感器节点进行更新，否则直接放弃该数据包；所述第三阶段包括以下步骤：a、传感器节点从任意一个相邻的一跳传感器节点或基站接收到一个数据包；b、传感器节点验证接收到的数据包的轮值，从而确定该数据包的分发新旧，如果是新一轮分发，则执行步骤c，如果是同一轮分发，则执行步骤d，如果是旧一轮分发，则执行步骤e；c、如果接收到的数据包是新一轮分发的数据包，则传感器节点执行数据包的验证步骤；传感器节点执行的验证步骤的具体方法如下：1)验证数据包中的谜键是利用有效的哈希函数和密钥链承诺值得到的结果以及验证该谜键没有被之前的任何一个有效数据项使用过，如果通过验证，则执行2)，否则执行5)；2)根据基站确定的强度参数的值，检查该数据包哈希值前若干位为零的位数是否与该强度参数相等，如果相等，则执行3)，否则执行5)；3)检查该数据包中版本号和变量标识的有效性，即确认其为新版本，如果确认其为新版本，则执行4)，否则执行5)；4)根据该数据包的变量标识来更新数据，同时用数据包中相应的轮值和谜键来更新传感器节点所存储的轮值和谜键；5)丢弃接收到的数据包；d、如果接收的数据包与当前数据包属于同一轮分发，则通过Trickle算法来增加该数据包分发的时间间隔；e、如果接收到的数据包是旧一轮分发的数据包，则传感器节点分发它自己所储存的数据包。