基于区块链的无线传感网络安全认证模型

发布时间：2021-01-16 05:50

　　随着我国新基建战略的提出,大数据、人工智能和5G网络必将得到进一步的飞速发展,物联网作为其关键组成部分也越来越受到人们的广泛关注和深入研究.无线传感网络是物联网发展的重要组成部分,广泛应用于军事、交通、工业和日常生活.因此,无线传感网络的安全性显得尤为重要.由于受能量、存储和空间等资源的限制,现有的重量级安全认证方法并不适用于无线传感网络.基于区块链的设计思想,提出一个轻量级的无线传感网络安全认证模型解决无线传感器网络终端的数据安全问题.该模型将传感网络分为全局网络和本地网络两层,本地网络采用非对称加密进行集中式安全认证;全局网络采用有向非循环图（DAG）和Tangle（缠结）技术来构建账簿,并采用关键节点和随机游走方法进行一致性验证. 

【文章来源】：平顶山学院学报. 2020,35(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

区块链技术架构

图1 区块链技术架构区块链的独特结构决定了其具有不可篡改的特性，并且采用非对称加密、数字签名、哈希函数和共识算法等技术保证了数据的安全．但是，典型区块链技术对资源的要求较高，这也是其没有在物联网中广泛应用的重要原因．接下来笔者将详细介绍基于轻量级区块链技术的无线传感网络的安全认证模型．

由于本地网络无线传感节点拥有的资源有限，所以簇内节点数据传输认证采用轻量级认证方案(Lightweight based Authentication Scheme,LAS)，采用非对称加密进行保护，见图5．非对称加密解决了密钥分发问题，由簇首节点存储，也可以存储在簇内的其他节点，私钥只由节点自身存储．可以根据需要周期性地替换公钥和私钥，私钥由写入传感器中的算法(椭圆曲线ECC公钥算法)自动生成，然后将公钥发给簇首节点，簇首节点再将公钥发给可信的簇内节点．在数据传输之前都要先进行认证，在进行认证时，簇首节点可以根据公钥来验证连接节点的安全性．为了进一步提高可信度，可以在本地网络随机地选择几个节点，使用本地网络节点存储的公钥来解密，验证结果是否一致．图5 本地网络轻量级认证方案(LAS)

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于能量补给的无线传感器网络分簇单跳路由协议[J]. 冯钧,孔建寿,王刚.  计算机科学. 2020(S1)
[2]面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议[J]. 王晨宇,汪定,王菲菲,徐国爱.  计算机学报. 2020(04)
[3]基于DAG的分布式账本共识机制研究[J]. 高政风,郑继来,汤舒扬,龙宇,刘志强,刘振,谷大武.  软件学报. 2020(04)
[4]区块链增强型轻量级节点模型[J]. 赵羽龙,牛保宁,李鹏,樊星.  计算机应用. 2020(04)
[5]物联网下的区块链访问控制综述[J]. 史锦山,李茹.  软件学报. 2019(06)
[6]基于区块链的智能合约技术与应用综述[J]. 贺海武,延安,陈泽华.  计算机研究与发展. 2018(11)
[7]无线传感器网络的轻量级安全体系研究[J]. 王潮,胡广跃,张焕国.  通信学报. 2012(02)

硕士论文
[1]区块链身份隐私和数据隐私保护机制研究[D]. 陈轩.兰州理工大学 2019
[2]无线传感网络节点认证技术研究[D]. 庄学波.江南大学 2014
[3]WSN中一种轻量级的认证和密钥协商方案[D]. 范修伟.暨南大学 2013



本文编号：2980272