一种基于数字水印的无线传感器网络敏感数据通信协议
作者:天博app官网下载 发布时间:2021-09-04 05:44
本文摘要:传感器网络互联网具有连接点低成本、开关电源耗费小、互联网自的机构等优势,已广泛地运用于许多 行业[1]。传感器网络互联网在许多 运用于中,不会有着在连接点间传送敏感信息的市场的需求。敏感数据就是指密匙、ID、国防行业中的重要数据、连接点的身份认证信息等涉及系统优化、稳定经营的一类重要数据。这类数据一般来说回绝应用一种比基本通信方式更为安全系数、可靠的方法传输。 敏感数据的传送有很多种多样方式,比较罕见的是根据加密算法来搭建。

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传感器网络互联网具有连接点低成本、开关电源耗费小、互联网自的机构等优势,已广泛地运用于许多 行业[1]。传感器网络互联网在许多 运用于中,不会有着在连接点间传送敏感信息的市场的需求。敏感数据就是指密匙、ID、国防行业中的重要数据、连接点的身份认证信息等涉及系统优化、稳定经营的一类重要数据。这类数据一般来说回绝应用一种比基本通信方式更为安全系数、可靠的方法传输。

敏感数据的传送有很多种多样方式,比较罕见的是根据加密算法来搭建。但因为感应器连接点資源受到限制,简易的优化算法没法在连接点中搭建[2],这种优化算法在資源花销层面、数据加密抗压强度层面行远必自不完美。

 文中根据数据水印的基本原理来搭建敏感数据的传送,根据信息隐秘来搭建敏感数据的传送。与数据加密相比,该优化算法不具有比较简单高效率、非常容易发觉等优势,合适于在传感器网络互联网中搭建。 数据水印(digitalwatermarking)技术性是搭建信息隐秘的一种关键方式。

敏感信息能够没有什么发觉地映射到数据中,映射的信息就称为水印[3]。数据水印是信息隐秘习的一个支系,是运用人们视觉器官的不敏感及多媒体系统数据中不会有的校检,将密秘信息隐秘到寄主信息中,水印的加到会危害原数据的长期用以[4-7]。 根据之上基本原理,文中明确指出一种根据数据水印技术性和信息隐秘的敏感信息通讯协议。

 现阶段绝大部分感应器连接点都抵制16位的存储器,感测器数据在通讯时也是根据16位无标记数整数金额传送的。而16位无符号整数的给出范畴是0~65535。当具体搜集的感测器数据值比较大时,变化小于位对感应器数据值的危害较小,能够忽略。 因而,文中根据16位无符号整数的小于位来传送敏感数据,并运用数据水印映射优化算法将敏感数据映射在其中,超出敏感数据隐秘传送的目地。

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为避免 小于位的变化对感测器数据的精密度造成 过度大危害,文中设定了一个阈值,仅有低于该值的数据才不容易被映射敏感信息。1敏感数据映射及提纯全过程 映射敏感信息的方式与数据水印的映射方式基本一致。如图所示1下图,最先将敏感信息转换变成一个二进制流,取名为輸出二进制流;将感测器数据转换变成一个16位无符号整数流,取名为輸出整数金额流;将键入的含有敏感数据的无符号整数流取名为键入整数金额流。

则敏感数据映射全过程描述以下:假如輸出整数金额流当今方向的感测器数据值大于或等于阈值,且輸出二进制流中当今方向的二进制数值1,则将整数金额流当今方向的数据小于方向1,并加到键入整数金额流中,不然改置0;假如輸出整数金额流当今方向的感测器数据值超过阈值,则不用到水印,必需将该数加到键入整数金额流中。敏感数据的映射优化算法描述以下:#defineN0x0100;//阈值typedefBitStreamTInputBitStream;//界定輸出二进制流typedefUint16StreamTInputUintStream;//界定輸出无符号整数流typedefUint16StreamTOutputUintStream;//界定键入无符号整数流//---------------------------------------/**用敏感数据复位輸出二进制流**/TInputBitStream*TheIBS= newTInputBitStream(SensitiveDataaData);/**用感测器数据复位輸出无符号整数流**/TInputUintStream*TheIUS= newTInputUintStream(SensorDataaData);/**用空数据复位键入无符号整数流**/TOutputUintStream*TheOUS=newTOutputUintStream();//------------------------------------/**数据水印映射方式**注意:本方式假定輸出整数金额东流的长短*不能映射全部的敏感数据*主要参数TheIBS:輸出二进制流*主要参数TheIUS:輸出无符号整数流*主要参数N:事先界定的阈值*返回值:键入无符号整数流TheOUS**/TOutputUintStream*InsertWaterMarking(TheIBS,TheIUS,N){uint16_tTheUintIndex=0;//作为存留輸出整数金额东流的位号uint16_tTheBitIndex=0;//作为存留輸出二进制东流的位号uint16_tCurrentUintData;//作为存留当今的无符号整数值bit_tCurrentBitData;//作为存留当今的二进制值while(TheBitIndexTheIBS.Size){CurrentUintData=TheIUS.Read(TheUintIndex,1);CurrentBitData=TheIBS.Read(TheBitIndex,1);/**若当今无符号整数值超过阈值,则载入下一个值,*直至低于阈值时,中止循环系统**/while(CurrentUintDataN){TheOUS.Write(CurrentUintData);//将当今值重进键入流TheUintIndex ;CurrentUintData=TheIUS.Read(TheUintIndex,1);}/**假如当今二进制数值1,则将当今无符号整数值的最后一方向为1,并将该值重进到键入流中;不然,将最后一方向为0,并将该值重进到键入流中。**/  if(CurrentBitData==1)   TheOUS.Write(CurrentUintData|0x0001);elseTheOUS.Write(CurrentUintData0xfff0);TheBitIndex ;TheUintIndex ;}}敏感数据的提纯全过程与映射全过程忽视,将对接到的含有敏感数据的16位无符号整数流取名为輸出整数金额流,将提纯出带的二进制敏感数据流取名为键入二进制流,将键入的16位感测器数据流取名为键入整数金额流。则敏感数据提纯全过程描述以下:最先将该值加到键入无符号整数流中,随后检验輸出整数金额流中当今方向的数据值,假如该值大于或等于阈值且小于位为1,则将1加到二进制键入流中;不然,将0加到二进制键入流中;假如该值超过阈值,则不向二进制键入流加到数据。

最终,将键入二进制流转换变成敏感数据,将键入无符号整数流转换变成感测器数据。为更进一步提升 敏感数据传送的安全等级,还能够在预备处理时对敏感数据特校检、特手写签名、数据加密等。

2具体检测  传感器网络互联网在某军事化管理运用于中,好几个连接点被铺设于一个陌生地区内,动态性搜集该地区的溫度、环境湿度、阳光照射等自然环境信息。为检验每个连接点仍未被敌军捕获而传入诈骗信息,各连接点将不指定地传入自身的标识码,以证实自身的真实身份。

标识码由连接点ID、获取当前时间、通信基站修复字节数等信息动态性计算溶解,为一串数据。在该运用于中,应用了文中上述方式传送标识码。具体方法是:在阳光照射感测器数据中,当数据值低于256(0x0100)时,映射标识码。

如图2下图,阳光照射数据的值一般来说大白天在600之上,皆低于阈值,便捷映射水印,另外,映射水印后,对固定资产原值危害较小。 映射标识码前后左右数据对比如报表1下图。

表格中左纳入仍未映射标识码时的阳光照射数据,正中间纳入映射标识码后的阳光照射数据,右列是标识码的二进制方式。正中间佩印着*的数据为映射标识码后产生变化的数据。

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3結果剖析3.1水印映射对感测器数据的危害应用之上映射优化算法后,对感测器数据的危害可分为下列三类: (1)感测器数据的值低于相同阈值,且其小于位在映射水印时再次出现了转变,即初始数据的小于位由0变为1或由1变为0。这时候,感测器数据的值在映射水印后再次出现了转变,转变前后左右感测器数据差别为1。其较为弹性系数以下:  由此可见,其较为弹性系数超过1/N,当N=0x0100,即十进制数256时,其较为弹性系数超过0.39% (2)感测器数据的值低于相同阈值,但其小于位在映射水印时仍未产生变化,其值也不受影响。 (3)感测器数据的值超过阈值。

感测器数据的值超过阈值时,不映射水印,因而,其值也不受影响。3.2N值尺寸对协议书的危害 当N值较钟头,水印映射对详细感测器数据的危害较小(较为弹性系数较小),但符合条件的感测器数据则不容易降低,传送敏感数据的周期时间不容易增大;当N值较钟头,水印映射对初始数据的危害较小(较为弹性系数较小),但符合条件的感测器数据多,敏感数据传送周期时间较短。

因而,在具体运用于中不可依据数据的具体给出范畴有效地选择N值。 文中所明确指出的根据数据水印标准传感器网络互联网敏感数据通讯协议,不具有下列特性: (1)可完成敏感数据的隐秘传送。

因为水印映射优化算法仅有变化了感测器数据的小于位,数据转变细微。不在告知初始数据的状况下,难以寻找数据中映射了水印。超出了敏感数据隐秘传送的目地; (2)对初始数据危害小。

应用本协议书后,仅有低于阈值且小于位与水印当今位不完全一致的值不容易产生变化,转变結果为值加1或递减1,较为弹性系数仅次为1/N。评为所取合适N值后,较为弹性系数能够操控在1%下列,大部分会危害感测器数据的此前运用于; (3)优化算法比较简单,更非常容易搭建。

 因而,该协议书能非常好地运用于传感器网络互联网务必传送敏感信息的场所中.。


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