[发明专利]基于随机性测试的WSN协议安全性测试体系结构

权利要求书

1.基于随机性测试的WSN协议安全性测试体系结构，其特征在于：该体系结构由协议形式化模块、一致性测试模块、随机性测试模块和综合结果处理模块组成，通过对伪随机数进行随机性测试，实现对安全协议的安全功能进行测试，各模块的作用如下：

(1)协议形式化模块

按照有限状态机模型FSM对无线传感器网络的安全协议进行形式化描述，形式化描述具体由初始状态、状态集、输入输出事件集、状态转移函数、输出函数描述，表示为一个五元组：M＝<S，I，O，S₀，T>，其中M是五元组，S是状态集，I是输入事件集，O是输出事件集，T是转移函数集；

(2)一致性测试模块

①根据协议形式化描述得到协议的状态转移图，由状态转移图得到各个状态的特征输入输出序列UIO；

②采用特征输入输出序列UIO，生成安全协议的一致性测试序列；

③输入安全协议的一致性测试序列所表示的输入事件，监控待测方的输出事件，将输出事件和状态转移图中的理论输出对比，获得一致性测试的结果；

④将得到的一致性测试结果输出到综合结果处理模块；

(3)随机性测试模块

从状态转移图中找出输出伪随机数的状态，由状态转移图所显示的状态转移得到该状态的引导序列和UIO序列，输入UIO序列和引导序列所代表的事件使待测方产生伪随机数，监听方监听被测试方对应状态的输出，反复从数据包中取出伪随机数并保存，直到保存的伪随机数满足测试长度要求，之后对保存的数据进行随机性测试；

(4)综合结果处理模块

将一致性测试模块和随机性测试模块的测试结果输入到综合结果处理模块，将测试结果进行综合分析，得到协议安全性的测试结果，生成测试报告并保存，将需要显示的测试结果显示出来。

2.根据权利要求1所述的基于随机性测试的WSN协议安全性测试体系结构，其特征在于：协议形式化模块中对协议形式化的状态集S，输入事件集I，输出事件集O，转移函数集T作如下描述：

S＝{S₀，S₁，...S_n-1}是状态集，为有限个状态的集合，在任意一个确定的时刻，协议的实体系统只能处于状态集合中的某一个确定的状态S_i，其中0≤i≤n-1；

I＝{i₀，i₁，...i_n-1}是输入事件集，为有限个输入事件的集合，在任意一个确定的时刻，协议的实体系统只能接受一个输入事件；

O＝{O₀，O₁，...O_n-1}是输出事件集，为有限个输出事件的集合，在任意一个确定的时刻，协议的实体系统至多只能有一个输出事件；

T是状态转移函数集，其中的每个元素表示为一个三元组t＝<S_i，S_j，i/o>，其中S_i，S_j∈S称为转换t的初始状态和末状态，S_i→S_i(i/O)表示有限状态机M处于状态S_i时接受输入i使状态转移到S_j并且产生输出O。

3.根据权利要求1所述的基于随机性测试的WSN协议安全性测试体系结构，其特征在于：随机性测试模块根据伪随机数的周期性、独立性、均匀性、组合性及连贯性，对伪随机数进行离散傅里叶检测、游程检测、二元矩阵秩检测、块内频数检测、频数检测、串行检测、正负连和升降连检测，得到伪随机数的随机性。