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一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法技术

技术编号:14424267 阅读:23 留言:0更新日期:2017-01-13 02:52
本发明专利技术公开了一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法,结合伪随机序列生成跳变图案,实现了联合比特速率、信道频率及调制方式三种射频参数的三维跳变,本发明专利技术所采用的方法,具有如下优点:(1)通过信道频率的跳变,可防御单一信道的恶意干扰攻击;(2)在信道频率跳变的同时,通过引入比特速率及调制方式的跳变,改变了信号的驻留时间和时序波形形态,极大地提高了信号波形、频谱之间的非相关性,增加了跟踪干扰和入侵无线网络的代价,可有效防御中间人攻击;(3)轻量级,可分布式地运行在无线传感网中的每一个节点上。

【技术实现步骤摘要】

一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法

本专利技术涉及无线传感网络的安全通信领域,特别是一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法
技术介绍
随着无线通信技术和电子器件技术的快速发展,低成本、低功耗、多功能的无线传感器的开发和广泛应用成为可能。然而由于传感器节点资源空间和功耗的限制,无线传感网在多跳自组织情况下,面临着诸多的安全威胁,无线传感网络除了要考虑在有线网络中已经存在的安全问题以外,还有许多新的安全问题,以无线传感网中的常见攻击为例。主要存在以下两种攻击:1)恶意干扰攻击恶意节点在信道中广播数据包,造成网络拥塞,正常节点无法路由选路,从而节点之间无法进行正常的通信。2)中间人攻击在无线通信中,节点与节点通信采用共享的无线信道,恶意节点可以监听和篡改通信内容。研究表明上述攻击存在的根本原因:传感器网络自身多跳通信方式的特点使得无线传感网络易受信号干扰和入侵等攻击。攻击者利用共享的无线信道,可以在无线网络中监听信道,向信道发射比特流,重放以前监听到的数据包等攻击手段。现有研究针对入侵和干扰采用变速跳频通信、身份认证及一些上层的防御措施等来防御入侵和干扰,本专利技术对此进行了改进,联合了信道频率、比特速率和调制方式多种射频参数来抵御入侵和干扰,增加了信号波形之间的非相关性,同时通过伪随机序列随机化,使得信道频率、比特速率和调制方式组成的三维跳变图案更加复杂、多样和随机,极大地提高了无线传感网络的防入侵、抗干扰能力。在实际的无线通信中,要入侵无线传感器网络,首先需要捕捉无线信号,再分析无线通信中采用的各种协议,还原通信内容,从而找出漏洞,实施入侵。而采用联合信道频率、比特速率、调制方式的射频多参数跳变通信相较于传统的无线通信方法,可以加大捕捉和还原信号的难度。由于通信过程中信道频率、比特速率和调制方式都发生了跳变,入侵者需要在多个信道频点,采用不同的比特速率和调制方式去嗅探无线信号,才能捕捉到信号。同时入侵者要分析整个网络的通信协议,还需要大量的采样,以分析出通信过程中跳变的规律,才能跟踪到通信信号。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法,包括以下步骤:1)生成跳变序列对应的信道频率集合F={fi|i=1,2,…X本文档来自技高网
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一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法

【技术保护点】
一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法,其特征在于,包括以下步骤:1)生成跳变序列对应的信道频率集合F={fi|i=1,2,…X},fi为信道频率集合中第i个信道频率;生成跳变序列对应的比特速率集合R={rj|j=1,2,...Y},rj为比特速率集合中第j个比特速率;生成跳变序列对应的调制方式集合M={Mk|k=1,2,…Z},mk为调制方式集合中第k个调制方式;2)将信道频率、比特速率以及调制方式进行随机组合,共有C种不同的射频参数配置,得到异构射频三元参数序列集合,记为G{fi,rj,mk},C的计算公式为:C=CF×CR×CM,其中为信道频率选择的可能数量;为驻留时间长短相关的比特速率选择的可能数量;为调制方式选择的可能数量;结合伪随机序列对所得到三元参数序列集合G{fi,rj,mk}里的参数点进行选择控制,从而生成随机的异构射频参数跳变图案序列,简记为G′{fi,rj,mk};3)将已生成的异构射频参数跳变图案序列G′{fi,rj,mk}提供于收发双方,并通过同步方法,使收发通信两端跳变起始时间同步;4)收发双方按照异构射频参数跳变图案序列G′{fi,rj,mk}的顺序进行参数切换,设置计数器n初值为1,设序列G′{fi,rj,mk}初始配置射频参数为g1,表示为跳变图案序列G′{fi,rj,mk}中第一个实例,g2表示为跳变图案序列G′{fi,rj,mk}中第二个实例,gn表示为跳变图案序列G′{fi,rj,mk}中第n个实例,依此类推;其中1≤n≤C;收发双方设置下一跳变切换时间定时器;5)当跳变切换时间定时器触发时,计数器n加1,配置射频参数gn,如果n≤C,启动下一跳变切换时间定时器,转步骤5);若n>C,则整个跳变图案全部遍历完毕,转步骤4),收发双方重新从异构射频参数g1开始。...

【技术特征摘要】
1.一种轻量级异构射频参数跳变的无线传感网安全通信方法,其特征在于,包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:康志伟骆坚张大方骆宸程彬梁晋文沈凯文廖京辉
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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