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专利号: 2016102852927
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于,应用于由基站层、簇头层和感知层组成的异构传感网;所述基站层包括基站,所述簇头层包括若干簇头节点,所述感知层分为若干子网络,每个子网络包括多个感知节点;所述基站连接若干个簇头节点,每个簇头节点连接一个子网络;加密协议包括:基站层与簇头层保密通信网的建立:每个簇头节点初始化一个私钥并发送给基站;基站初始化一个联接突触矩阵和一个私钥并公开联接突触矩阵,根据簇头节点的私钥、基站的联接突触矩阵和基站的私钥计算出公共密钥 和每个簇头节点的密钥协商联接突触矩阵,将各个簇头节点的密钥协商联接突触矩阵发送到对应的簇头节点;计算公共密钥所对应的混沌吸引子并在簇头节点初始化时置入;簇头节点接收基站传输的密钥协商联接突触矩阵,结合自己的私钥计算出公共密钥簇头层与感知层保密通信网的建立:同一子网络中的每个感知节点初始化一个私钥并发送给对应的簇头节点;簇头节点根据子网的安全级,将自己初始化的私钥裁剪成与感知节点私钥阶数相同的方阵,同时在初始联接突触矩阵池中选择与感知节点私钥阶数相同的联接突触矩阵并公开,根据感知节点的私钥、初始联接突触矩阵池中选择的联接突触矩阵和簇头节点裁剪后的私钥计算出公共密钥 和每个感知节点的密钥协商联接突触矩阵,将各个感知节点的密钥协商联接突触矩阵发送到对应的感知节点,将公共密钥加密后发送给基站;基站计算公共密钥 所对应的混沌吸引子并发送给簇头节点并在感知节点初始化时将混沌吸引子置入;感知节点接收簇头节点传输的密钥协商联接突触矩阵,结合自己的私钥计算出公共密钥

2.根据权利要求1所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于,还包括:

簇头层密钥更新:基站为每个簇头节点生成新的私钥并对新私钥加密后发送到对应的簇头节点;簇头节点解密后获得新私钥;基站根据簇头节点的新私钥、基站的联接突触矩阵和基站的私钥计算出新的公共密钥 和每个簇头节点的新的密钥协商联接突触矩阵,将各个簇头节点的新的密钥协商联接突触矩阵发送到对应的簇头节点,计算新的公共密钥所对应的混沌吸引子并用原公共密钥将所述混沌吸引子加密后发送给簇头节点;簇头节点接收基站传输的新的密钥协商联接突触矩阵,结合自己的新私钥计算出新的公共密钥感知层密钥更新:基站向需要进行密钥更新的子网络对应的簇头节点传输密钥更新指令;对应的簇头节点为子网络内每个传感节点生成新的私钥并对新私钥加密后发送到对应的传感节点;传感节点解密后得到新私钥;簇头节点根据感知节点的新私钥、初始联接突触矩阵池中选择的联接突触矩阵和簇头节点裁剪后的私钥计算出新的公共密钥 和每个感知节点的新密钥协商联接突触矩阵,将各个感知节点的新密钥协商联接突触矩阵发送到对应的感知节点,将新的公共密钥 加密后传输给基站;基站计算新的公共密钥所对应的混沌吸引子并发送给簇头节点;簇头节点用原公共密钥将云服务器计算出的新的公共密钥 所对应的混沌吸引子加密后发送给传感节点;感知节点接收簇头节点传输的新密钥协商联接突触矩阵,结合自己的新私钥计算出新的公共密钥

3.根据权利要求1或2所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于,还包括:

簇头节点的退出:基站删除保存的该簇头节点的私钥,并进行簇头层密钥更新,密钥更新之后,请求退出的簇头节点获取不到新的保密通信网的密钥;

感知节点的退出:基站向有感知节点退出的子网络对应的簇头节点发送退出指令;有感知节点退出的子网络对应的簇头节点收到指令后,删除请求退出的传感节点的私钥,并进行感知层密钥更新,密钥更新之后,请求退出的感知节点获取不到新的保密通信网的密钥。

4.根据权利要求3所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于,还包括:

新簇头节点的加入:请求加入的新簇头节点与基站握手并协商密钥,建立一条安全通信线路,新簇头节点将私钥发送给基站;基站根据簇头节点的私钥、基站的联接突触矩阵和基站的私钥计算出新的公共密钥 和每个簇头节点的密钥协商联接突触矩阵,将各个簇头节点的密钥协商联接突触矩阵发送到对应的簇头节点,计算新的公共密钥 所对应的混沌吸引子并用原公共密钥加密后发送给簇头节点;簇头节点接收基站传输的密钥协商联接突触矩阵,结合自己的私钥计算出新的公共密钥新感知层节点的加入:有新感知节点加入的子网络对应的簇头节点退出保密通信网;

有新感知节点加入的子网络对应的簇头节点与新感知节点重新组网;有新感知节点加入的子网络对应的簇头节点加入保密通信网。

5.根据权利要求4所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于:

所述异构传感网还包括云服务器;所述基站将 和 加密后发送到云服务器;所述云服务器计算 和 所对应的混沌吸引子并将结果发送回基站。

6.根据权利要求5所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于:

所述簇头节点对自己私钥的裁剪是自适应的,所述簇头节点识别子网络的安全级别,裁剪出安全级对应阶数的私钥。

7.根据权利要求6所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于:

所述子网络的安全级别根据子网络的运算能力、数据存储能力以及保密需求来划分。

8.根据权利要求1所述的基于混沌神经网络公钥加密算法的异构传感网加密协议,其特征在于:

所述簇头层包括基站层信号覆盖范围内的簇头节点和基站层信号覆盖范围外的簇头节点;所述基站层信号覆盖范围内的簇头节点直接与基站建立保密通信网;所述基站层信号覆盖范围外的簇头节点通过使用基站层信号覆盖范围内的与自己信号强度最大的簇头节点作为路由节点与基站层建立保密通信网。