[发明专利]一种用于可穿戴设备的数据安全传输方法

说明书

本发明提供一种用于可穿戴设备的数据安全传输方法，包含信道探测、信道数据预处理、量化和编码、信息协调、保密增强以及安全数据传输六个步骤。该数据安全传输方法的前五个步骤主要是合法节点之间利用无线信道数据生成共享密钥，第六个步骤则是合法节点之间利用共享密钥加密数据，确保传输数据的保密性。当安全数据传输期间发现密钥失效或使用次数达到预设值，合法节点可丢弃当前密钥并重新启动前面流程生成新的密钥完成后续安全数据传输。该数据安全传输方法能够广泛地应用于各种边缘计算应用场景，并提高安全传输的效率，能够为合法节点提供高效的数据安全传输保护。

技术领域

本发明属于边缘计算与信息安全领域，涉及一种用于可穿戴设备的数据安全传输方法。

背景技术

微电子技术、计算机技术和无线通信技术的高速发展使得可穿戴设备具备更多新的特征，例如更强的计算能力、存储能力、数据传输能力以及更加友好的人机交互能力等。另一方面，可穿戴设备内部集成的传感器类型日趋多样化，包括陀螺仪、加速计、麦克风、数字罗盘和摄像头等。基于这些可穿戴传感器，大量感知型应用方兴未艾，极大地便利了人们的日常生活，也深刻地影响着人们的生活习惯。例如群智感知类型的应用，能够通过采集用户的行为数据和周边环境的信息，提取出查询者感兴趣的关键信息并将查询结果发送给查询者。

近年来，虽然可穿戴设备相关学术研究和产业推广均得到了长足进步，但是现有的工作主要关注新型移动应用的设计与研发、数据采集技术的研究与部署、产品形态和人机交互的人性化设计与实现等内容，而对于可穿戴设备应用相关的安全研究目前仍有许多不足，例如可穿戴设备之间的安全数据传输、安全数据存储、可穿戴设备用户的隐私保护等。

数据对于各类实际应用至关重要。可穿戴设备作为终端设备，在采集到目标数据后需要将数据传输至服务器，从而由服务器利用数据挖掘技术提取有效信息完成预期任务。另外，由于可穿戴设备采集以及传输的数据中往往包含有关用户的敏感信息，因此可穿戴设备间的安全数据传输机制对于确保其衍生应用的实际可用性与安全性至关重要。

传统的对称加密以及非对称加密机制仍是目前用于实现可穿戴设备间安全数据传输的主要技术手段。然而，传统对称加密机制通常涉及密钥分发、密钥更新等一系列操作，使得此类机制不能高效的应用于移动边缘计算场景。非对称加密机制虽然实际安全性较高，但计算复杂度高又使其无法高效地应用于资源受限的网络环境。

综上所述，有必要发明一种高效的数据安全传输机制。通过该机制可以广泛地为各类可穿戴设备提供数据安全传输保护，并保证在不影响数据传输过程安全性的前提下确保传输效率，从而保证使用该机制能够广泛地为各类物联网应用提供安全、高效的数据传输服务。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案是提出一种用于可穿戴设备的数据安全传输方法，该方法使用无线信道传输特性作为共享秘密为合法通信节点生成共享密钥，从而保证合法节点之间的数据传输安全性。该数据安全传输方法仅要求设备具有网络通信硬件即可实现，因此能够广泛地应用于各种由可穿戴设备实现的边缘计算应用场景，显著地提高数据传输的安全性以及灵活性。

为了至少实现上述目的之一，本发明采用的技术方案为：

本发明提供的一种用于可穿戴设备的数据安全传输方法，包括以下步骤：

步骤一，信道探测，所述可穿戴设备之间发送信道探测数据包，每轮信道探测期间，发起节点向接收节点发送探测信号，所述接收节点接收到所述探测信号后立即回发响应信号；所述发起节点通过收到的所述响应信号提取发起节点信道数据；所述接收节点通过收到的所述探测信号提取接收节点信道数据；

步骤二，信道数据预处理，利用线性回归函数分别对所述发起节点信道数据和所述接收节点信道数据进行预处理，去除所述发起节点信道数据和接收节点信道数据中的奇异点和部分噪声；