[发明专利]保证无线传感器网络的数据传输方法及其系统

权利要求书

1.一种保证无线传感器网络的数据传输方法，其特征在于，包括：

节点设置步骤：在需要采集数据的区域内设置多个锚节点；

节点认证步骤：通过所述无线传感器网络的SINK端和多个所述锚节点对所述区域内的普通节点进行安全认证；

数据传输步骤：每个簇头节点接收在其所属簇中通过所述安全认证的普通节点传输的数据后，按照预定的多跳网络方式传递所述数据直至所述SINK端；

所述节点设置步骤包括：

在所述需要采集数据的区域内预先设置多个所述锚节点；

在所述需要采集数据的区域内随机分布多个所述普通节点；

在以每个所述锚节点为中心，且距离所述锚节点于预定距离的区域内的多个所述普通节点为所述锚节点的邻居节点；

所述节点认证步骤包括：

所述SINK端接收安全参数和所述区域内的所有的所述邻居节点用户标识输入后，产生所述邻居节点的无证书签名的公钥和私钥，并向所述邻居节点对应的锚节点返回认证参数和所述公钥，以及向每个所述邻居节点返回认证参数、所述公钥和私钥；

每个所述锚节点的邻居节点采用所述认证参数和所述私钥通过预设的无证书认证算法生成第一签名；

每个所述锚节点采用接收到的所述认证参数和所述公钥通过预设的无证书认证算法对所述第一签名进行验证，在通过验证时，则认证所述邻居节点为可靠节点；在未通过验证时，则认证所述邻居节点为非可靠节点。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在所述数据传输步骤之前还包括：

分簇步骤：所述SINK端对所述普通节点进行分簇，并选出每簇的所述簇头节点；

所述锚节点为预设的可信任节点。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述公钥和私钥的产生步骤包括：通过预设的密钥算法，在所述SINK端输入安全参数后返回公共参数和系统主密钥；

通过所述密钥算法，输入公共参数、系统主密钥以及所述邻居节点的身份标识，输出部分私钥；

通过所述密钥算法，在所述锚节点输入所述公共参数和所述邻居节点的身份标识，则输出所述邻居节点的秘密值；

通过所述密钥算法，在sink端输入所述公共参数所述部分私钥和所述秘密值，则输出所述私钥；

通过所述密钥算法，在sink端输入所述公共参数和所述秘密值，输出所述公钥。

4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在所述节点认证步骤之前还包括：

每个所述锚节点向所述SINK端返回其邻居节点的节点信息；并且每个所述锚节点存储其所述邻居节点的节点信息；

所述认证参数包括：所述邻居节点的身份标识、公共参数、认证要求信息。

5.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述分簇步骤包括：

所述SINK端对所述普通节点进行分簇，并选出每簇的簇头节点；

所述SINK端将对所述普通节点的分簇的结果信息传递到所述普通节点以及所述簇头节点。

6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输步骤包括：

所述普通节点收集所述数据，并在将所述数据传递到其所属的簇的簇头节点时与所述簇头节点进行安全认证；

在通过所述安全认证后，将所述数据传递到所述簇头节点；

所述簇头节点按照预定的多跳网络方式与所述多跳网络中的下一个簇头节点进行安全认证，在通过所述安全认证后，将所述数据传递到所述下一个簇头节点；

在所述按照预定的多跳网络方式中的最后一个簇头节点接收所述数据，并与所述SINK端完成安全认证后，将所述数据传递到所述SINK端。

7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述安全认证通过无证书签名算法实现；

在所述无证书签名算法中，所述锚节点协助所述普通节点和所述簇头节点产生私钥和密钥。

8.一种用于实现如权利要求1～7任一项所述的数据传输方法的系统，其特征在于，所述系统包括：

多个锚节点，设置于需要采集数据的区域内；

所述无线传感器网络的SINK端，用于与多个所述锚节点对所述区域内的普通节点进行安全认证；

每个簇头节点接收在其所属簇中通过所述安全认证的普通节点传输的数据后，按照预定的多跳网络方式传递所述数据直至所述SINK端。