基于WSN的多混沌加密算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著無線通訊和計算機(jī)設(shè)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(luò)（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(lǐng)域得到應(yīng)用。與此同時，傳感器節(jié)點處于復(fù)雜開放活躍的環(huán)境當(dāng)中，面臨著巨大的威脅，安全技術(shù)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(shù)。在混沌密碼學(xué)的基礎(chǔ)上，基

2、于存儲開銷和效率的考慮，提出了兩種不同技術(shù)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(gòu)，設(shè)計了兩種不同的混淆和擴(kuò)散方法，分別應(yīng)用到兩種算法的設(shè)計中來?；诖鎯臻g的考慮，首先將復(fù)合混沌方程進(jìn)行整形化操作，結(jié)合線性同余隨機(jī)數(shù)發(fā)生器設(shè)計了整形化的混合混沌系統(tǒng)。利用系統(tǒng)周期大、弱相關(guān)性的特點，提出了新的輪函數(shù)和密鑰擴(kuò)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(shù)形成了新的S盒。利用此性能強(qiáng)健的S盒作為非線性操作部件，設(shè)計了新的輪函數(shù)和密鑰擴(kuò)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(shè)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(jìn)行了大量的測試，分析了速度、存儲開銷、結(jié)構(gòu)安全、密鑰空間、密文統(tǒng)計特性、混淆和擴(kuò)散等特性。通過