通信学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (12): 144-152.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2017292

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基于动态子密钥的WSN混沌分组加密方案

王亚华1,凌玉华1,廖力清1,孙克辉2,刘文浩2   

  1. 1 中南大学信息科学与工程学院,湖南 长沙 410083
    2 中南大学物理与电子学院,湖南 长沙 410083
  • 修回日期:2017-06-30 出版日期:2017-12-01 发布日期:2018-01-19
  • 作者简介:王亚华(1990-),男,河南信阳人,中南大学硕士生,主要研究方向为无线传感器网络、网络与信息安全技术。|凌玉华(1965-),女,湖南衡阳人,博士,中南大学教授、硕士生导师,主要研究方向为现代测控技术与智能仪器、软测量技术。|廖力清(1965-),男,湖南武冈人,博士,中南大学教授、硕士生导师,主要研究方向为电力电子与电力传动、分布式系统、信息安全。|孙克辉(1968-),男,湖南益阳人,博士,中南大学教授、博士生导师,主要研究方向为混沌理论与应用、信息安全。|刘文浩(1992-),男,湖南湘潭人,中南大学硕士生,主要研究方向为混沌密码设计与分析。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61161006);国家自然科学基金资助项目(61073187)

Novel chaotic block encryption scheme for WSN based on dynamic sub key

Ya-hua WANG1,Yu-hua LING1,Li-qing LIAO1,Ke-hui SUN2,Wen-hao LIU2   

  1. 1 School of Information Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China
    2 School of Physics and Electronics,Central South University,Changsha 410083,China
  • Revised:2017-06-30 Online:2017-12-01 Published:2018-01-19
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(61161006);The National Natural Science Foundation of China(61073187)

摘要:

鉴于无线传感器网络(WSN)对加密算法高效性和安全性的要求,设计一种轻量级的混沌分组加密算法,并提出了安全性更高的动态子密钥扩展方案。该方案依托WSN云服务器的强大数据运算和处理能力,利用新的加解密机制,将子密钥同步任务转移到云服务器进行处理,大幅降低节点的运算负担。实验结果和性能分析表明,该方案具有较好的扩散混乱特性和统计平衡性,且密钥安全性强、算法效率高,在WSN通信加密领域具有良好的应用前景。

关键词: WSN, 动态子密钥, 分组加密, 整数型混沌系统

Abstract:

In view of high efficiency and security requirements in WSN encryption algorithm,a lightweight chaotic block encryption algorithm was designed and a novel scheme of dynamic sub keys extension was proposed.To greatly reduce the computing burden of WSN nodes,this scheme made full use of WSN cloud servers monitoring platform,which was powerful in data computing and processing,and transfered the sub keys synchronization task from nodes to cloud servers.Experimental results and performance analysis show that the scheme has good characteristics of diffusion,confusion and statistical balance,strong key security and high algorithm efficiency.It has a good application prospect in the field of WSN communication encryption.

Key words: WSN, dynamic sub key, block encryption, integer-type chaotic system

中图分类号: 

  • TP309.7