IPv6无线传感网安全数据传输研究

发布时间：2021-01-23 01:40

　　随着IPv6工业互联网应用部署的推进,IPv6无线传感网在工业环境中的应用安全研究显得尤为重要,需要寻找一种既能保证数据传输高安全性又能保证实时性的密码算法,并设计相应的安全数据传输方案,使IPv6无线传感网得到进一步的推广与应用。本文以满足IPv6无线传感网数据传输安全需求为目标,基于ChaCha20流密码和Poly1305消息认证码算法,提出了适用于IPv6无线传感网的安全数据传输方案。论文主要研究工作如下:1.设计了一种适用于IPv6无线传感网的现场设备认证与密钥协商方案,其利用伪身份标识和Poly1305算法完成了新入网现场设备的身份认证,并提出了基于ChaCha20块函数的密钥生成方法实现了会话密钥和安全参数的协商,保障了IPv6无线传感网现场设备身份的合法性。分析结果表明,本方案具有交互信息的零知识性,可以防止非法现场设备入网后传输虚假数据,并通过伪身份标识保障了现场设备身份信息的机密性。2.以现场设备认证与密钥协商为基础,设计了一种基于ChaCha20_Poly1305算法的端到端数据认证加密方案,其将ChaCha20流密码和Poly1305消息认证码... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 IPv6 无线传感网标准化研究现状
        1.2.2 IPv6 无线传感网安全机制研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
第2章 IPv6 无线传感网安全概述
    2.1 IPv6 无线传感网安全概述
        2.1.1 IPv6 无线传感网概述
        2.1.2 IPv6 无线传感网面临的安全威胁和攻击
        2.1.3 IPv6 无线传感网安全需求
        2.1.4 IPv6 无线传感网安全框架
    2.2 安全数据传输技术
        2.2.1 认证与密钥协商机制
        2.2.2 数据认证加密
    2.3 本章小结
第3章 IPv6 无线传感网安全数据传输方案设计
    3.1 概述
        3.1.1 网络模型
        3.1.2 方案设计
        3.1.3 相关密码理论基础
    3.2 现场设备认证与密钥协商方案设计
        3.2.1 符号说明
        3.2.2 初始化
        3.2.3 认证与密钥协商
    3.3 端到端数据认证加密方案设计
        3.3.1 初始化阶段
        3.3.2 数据加密阶段
        3.3.3 数据解密认证阶段
        3.3.4 密钥更新阶段
    3.4 安全性分析
        3.4.1 现场设备认证与密钥协商方案安全性分析
        3.4.2 端到端数据认证加密方案安全性分析
    3.5 开销分析
        3.5.1 计算开销分析
        3.5.2 通信开销分析
        3.5.3 存储开销分析
    3.6 本章小结
第4章 方案实现与测试验证
    4.1 系统设计与实现
        4.1.1 现场设备认证与密钥协商方案实现
        4.1.2 端到端数据认证加密模块实现
    4.2 测试与验证方案设计
        4.2.1 测试验证总体方案设计
        4.2.2 开发环境及测试工具
        4.2.3 测试与验证系统搭建
    4.3 安全算法实现验证
        4.3.1 ChaCha20 加密算法测试验证
        4.3.2 Poly1305 消息认证码算法测试验证
Poly1305 认证加密算法测试验证">        4.3.3 ChaCha20_Poly1305 认证加密算法测试验证
    4.4 功能验证与分析
        4.4.1 现场设备认证与密钥协商功能验证与分析
        4.4.2 端到端数据认证加密功能验证与分析
    4.5 性能测试与分析
        4.5.1 计算开销
        4.5.2 通信开销
        4.5.3 存储开销
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要工作与创新点
    5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：2994291