物联网可穿戴设备中基于行为动作感知的轻量级实时密钥生成方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网可穿戴设备中基于行为动作感知的轻量级实时密钥生成方法，包括以下步骤：获取用户不同的穿戴设备中内嵌的加速度传感器的传感数据，所述传感数据为不同的穿戴设备经随机性地共同摇动产生具有相似轨迹的加速度数据；对获取的传感数据进行高通滤波，并进行移动平滑过滤处理；对不同穿戴设备的传感数据进行纠错过滤，具体为丢弃相邻差值小于阈值的比特样本点；通过基于相邻数据点的数值关系的数据比特量化算法对经纠错过滤后的传感数据进行比特量化；两个穿戴设备进行协商，以共同拥有一个相同的安全密钥。

Lightweight real-time key generation method based on behavior action perception in wearable devices of Internet of things

The invention discloses a IOT of wearable devices in the lightweight real-time key generation method based on perception of actions, including the following steps: sensing data of acceleration sensors for different users of wearable devices embedded in, the sensing data for different wear equipment through the joint shake random generated with similar acceleration data trajectory; high pass filter on the sensor data acquisition, and smoothing filtering; error correction filter for sensor data of different wearable devices, specifically the difference is less than threshold bit discard adjacent sample points; bit quantization on the sensing data correction filtered through the data bit quantization algorithm based on the numerical relationship between adjacent points the two wearable devices; consultations, to have the same security key.

【技术实现步骤摘要】
物联网可穿戴设备中基于行为动作感知的轻量级实时密钥生成方法
本专利技术涉及物联网中的体域网(BodySensorNetwork)领域，尤其涉及身体域传感器网络中，可穿戴计算嵌入式设备的密钥轻量级动态生成方法。包括可穿戴设备间的初始密钥生成，传感器数据处理以及实时会话密钥的生成。
技术介绍
随着当前无线传感器网络和可穿戴计算技术的发展，可穿戴及嵌入式设备被广泛地应用在不同的领域(包括远程医学领域)。可穿戴设备的安全性问题得到了越来越多的关注。由于这些穿戴在人体身上的设备中所涉及的数据涉及到用户的个人隐私，因此对于处于身体域传感网络中的设备间的通信安全保证变得十分重要。另一方面，由于穿戴设备的应用特性条件限制，其硬件能力如运行性能、续航等能力受限。而传统的加密方案如公钥加密体制的运算要求过大，使得这类方案不是很适合应用在这类穿戴设备上。目前可穿戴设备之间的密钥生成与管理方法主要取决于设备之间的连接时的通信模式(如Wi-Fi、蓝牙通信)。这些方案设计之初是为了设备(如，电脑，移动电话)之间的无线通信，没有考虑到有低耗能要求的这类穿戴设备。以蓝牙通信为例，蓝牙的安全通信方案中参考了传统的Di本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网可穿戴设备中基于行为动作感知的轻量级实时密钥生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取用户不同的穿戴设备中内嵌的加速度传感器的传感数据，所述传感数据为不同的穿戴设备经随机性地共同摇动产生具有相似轨迹的加速度数据；S2、对获取的传感数据进行高通滤波，并进行移动平滑过滤处理；S3、对不同穿戴设备的传感数据进行纠错过滤，具体为丢弃相邻差值小于阈值的比特样本点；S4、通过基于相邻数据点的数值关系的数据比特量化算法对经纠错过滤后的传感数据进行比特量化；S5、两个穿戴设备进行协商，以共同拥有一个相同的安全密钥，具体协商过程包括：第一穿戴设备将其丢弃的比特样本点序列发送给第二穿戴设备；第二穿戴...

【技术特征摘要】
1.一种物联网可穿戴设备中基于行为动作感知的轻量级实时密钥生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取用户不同的穿戴设备中内嵌的加速度传感器的传感数据，所述传感数据为不同的穿戴设备经随机性地共同摇动产生具有相似轨迹的加速度数据；S2、对获取的传感数据进行高通滤波，并进行移动平滑过滤处理；S3、对不同穿戴设备的传感数据进行纠错过滤，具体为丢弃相邻差值小于阈值的比特样本点；S4、通过基于相邻数据点的数值关系的数据比特量化算法对经纠错过滤后的传感数据进行比特量化；S5、两个穿戴设备进行协商，以共同拥有一个相同的安全密钥，具体协商过程包括：第一穿戴设备将其丢弃的比特样本点序列发送给第二穿戴设备；第二穿戴设备根据收到的比特样本点序列对传感数据进行筛选，第二穿戴设备筛选完成所得到的传感数据为密钥；当第二穿戴设备得到的密钥长度小于预设阈值时，则终止通信；否则，第二穿戴设备将其丢弃的比特样本点序列同样发送给第一穿戴设备，发送的内容还包括对发送数据进行HMAC操作所得到的验证序列，该验证序列用于验证数据完整性及第一穿戴设备的身份；该验证序列为：HMAC(K,m)＝H((K′⊕opad)‖H((K′⊕ipad)‖m))，其中K为第二穿戴设备所生成的密钥；m为第二穿戴设备需要丢弃的比特样本点序列；K′为由K所生成的新的密钥；‖为结合运算符；⊕为异或运算符；opad和ipad分别为外部和内部的填充值；第一穿戴设备同样根据收到的比特样本点序列进行筛选，筛选完成后得到共享密钥，然后利用该共享密钥验证所收到的验证序列，以验证出第一穿戴设备的身份有效性及数据的完整性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，基于相邻数据点的数值关系的数据比特量化算法具体为：比较当前数据点与前一个数据点的数值差值大小，若当前样本点小于前一个样本点，则当前样本点量化的比特值为1，否则为0。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S3中，具体为丢弃相邻差值小于0.15的比特样本点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：S6、获取位于身体不同部位的两个穿戴设备中的内嵌加速计传感器捕获的实时加速度数据；S7、通过基于相邻数据点的数值关系的数据比特量化算法对获取的实时加速度数据直接进行比特量化处理；S8、两个不同的穿戴设备各自拥有不同的随机比特串，利用已经生成的共享密钥对各自的比特串进行加密，并计算加密内容的哈希值以验证数据完整性，然后两个穿戴设备各自把密文和哈希值发送给对方；S9、若其中一个穿戴设备接收到密文后解密获取明文...

【专利技术属性】
技术研发人员：任伟，陈子涛，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42