[发明专利]一种体域网传感器网关节点的轻量级加密方法及加密系统

说明书

技术领域

本发明涉及体域网传感数据加密领域，尤其涉及一种体域网传感器网关节点的轻量级加密方法及加密系统。

背景技术

体域网（WBAN，Wireless Body Area Networks），又称为体域传感网。体域网通常由传感器节点和传感器网关节点构成。传感器节点获取并上传感知身体健康指标的数据到传感器网关节点，传感器网关节点将这些数据进一步上传到云计算存储中心，用于医疗监测、监控、护理、诊断等。

体域网是物联网的主要应用，为远程医疗提供了实时健康相关数据，可广泛应用于远程医疗，病情监控，老年人管理等，市场前景广阔。

由于体域网传感器数据通常会涉及到用户的病情隐私，在某些对隐私要求较高的环境如关键病人、重点监控对象等情况下需要加密。但是，由于传感器感知的数据属于周期性采集，往往导致采集到的数据量较大。这种情况下，如果采用传统的传感器节点数据加密方式，例如普通流密码或者分组密码加密，将导致耗电量过大，快速消耗掉传感器节点的电量，导致频繁的充电或者更换电池，将不利于健康监控对象的移动以及传感器的持续使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中传统的传感器节点数据加密方式耗电量过大，不利于健康监控对象的移动以及传感器的持续使用的缺陷，提供一种加密速度快，电耗小的体域网传感器网关节点的轻量级加密方法及加密系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种体域网传感器网关节点的轻量级加密方法，包括以下步骤：

获取多个传感器节点的感知数据；

计算各个感知数据的偏离值，偏离值为感知数据与预先存储的一个上传周期的中间特征值表中相应传感器节点的中间特征值的差值的绝对值，并记录差值的符号值，若差值大于等于零，则符号值为0，否则，符号值为1；

选择预先设置的密钥表中的密钥，所选择的密钥对应一个密钥序号，将各个偏离值与对应密钥取异或，得到加密后的加密值，将对应各个传感器节点的符号值和对加密值作为该传感器节点的上传值；

选择预先设置的置换表中的置换序列，所选择的置换序列对应一个置换序列序号，将按节点顺序排列的所有传感器节点的上传值利用所选择的置换序列进行置换，得到置换后的所有传感器节点的上传值；

将置换后的所有传感器节点的上传值、所选密钥对应的密钥序号以及所选置换序列对应的置换序列序号上传给云计算存储服务器端，该云计算存储服务器端预先存储有与传感器网关节点相同的密钥表和置换表。

本发明所述的方法中，还包括步骤：

对所述预先存储的一个上传周期的中间特征值表进行定期调整。

本发明所述的方法中，在选择预先设置的置换表中的置换序列时，按照置换表中的置换序列的序号进行选择。

本发明所述的方法中，在选择预先设置的密钥表中的密钥时，按照密钥表中的密钥序号进行选择。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：

提供一种体域网传感器网关节点的轻量级加密系统，包括：

感知数据获取模块，用于获取多个传感器节点的感知数据；

计算模块，用于计算各个感知数据的偏离值，偏离值为感知数据与预先存储的一个上传周期的中间特征值表中相应传感器节点的中间特征值的差值的绝对值，并记录差值的符号值，若差值大于等于零，则符号值为0，否则，符号值为1；

加密模块，用于选择预先设置的密钥表中的密钥，所选择的密钥对应一个密钥序号，将各个偏离值与对应密钥取异或，得到加密后的加密值，将对应各个传感器节点的符号值和对加密值作为该传感器节点的上传值；

置换模块，用于选择预先设置的置换表中的置换序列，所选择的置换序列对应一个置换序列序号，将按节点顺序排列的所有传感器节点的上传值利用所选择的置换序列进行置换，得到置换后的所有传感器节点的上传值；

上传模块，用于将置换后的所有传感器节点的上传值、所选密钥对应的密钥序号以及所选置换序列对应的置换序列序号上传给云计算存储服务器端，该云计算存储服务器端预先存储有与传感器网关节点相同的密钥表和置换表。

本发明所述的轻量级加密系统中，还包括：

中间特征表调整模块，用于对所述预先存储的一个上传周期的中间特征值表进行定期调整。

本发明所述的轻量级加密系统中，所述置换模块在选择预先设置的置换表中的置换序列时，按照置换表中的置换序列序号进行选择。