[发明专利]一种基于混合许可区块链的WSN节点安全认证机制

说明书

本发明属于物联网应用与安全技术领域，且公开了一种基于混合许可区块链的WSN节点安全认证机制，包括如下步骤：S1：在实际监测环境下部署传感器节点，首先构建WSN分簇网络模型，划分簇并根据任务种类不同对节点进行分类，节点分为基站节点、簇头节点以及普通传感器节点；S2：搭建私有链+公有链的混合许可区块链网络模型，许可链网络模型处于监测系统中的网络层，本发明首先基于区块链技术设计一种混合私有链加公有链的许可区块链模型，然后在混合许可区块链模型之上，采用密码学与无证书签名策略建立节点安全认证机制，该机制提高了WSN节点的安全性，并降低了节点的能耗开销。

技术领域

本发明属于物联网应用与安全技术领域，具体涉及一种基于混合许可区块链的WSN节点安全认证机制。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)是由许多微型传感器节点所组成的移动自组织网络，因其具有远程监控、部署快速、自组织性以及轻便廉价优点，被广泛应用于环境监测、智能家居、智慧城市、军事等领域。由于WSN节点通常部署在复杂甚至较恶劣的环境中，传感器节点的感知能力、通信能力和计算能力相对有限且节点数量庞大，很易于受到恶意攻击与安全威胁，设计节点认证机制是确保其安全性的重要手段，WSN网络由多种不同类型节点构成，不同类型的节点有着不同的任务，而完成监测任务需要不同类型节点共同参与相互协作。节点安全认证是重要的WSN网络安全技术之一，节点认证不仅可以保证WSN网络中节点身份信息，而且还可以保证采集数据的隐私性，进而实现安全化网络管理。

传统物联网节点认证方式采用密码学签名技术，但数字签名技术依靠第三方证书颁布组织，采用中心化认证方式，节点易受到单点攻击影响系统安全稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混合许可区块链的WSN节点安全认证机制，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于混合许可区块链的WSN节点安全认证机制，包括如下步骤：

S1：在实际监测环境下部署传感器节点，首先构建WSN分簇网络模型，划分簇并根据任务种类不同对节点进行分类，节点分为基站节点、簇头节点以及普通传感器节点；

S2：搭建私有链+公有链的混合许可区块链网络模型，许可链网络模型处于监测系统中的网络层；

S3：依据WSN节点安全认证机制模型，应用无证书签名机制对WSN中节点进行认证；

S4：云端用户管理员在安全的节点监测模型下，对监测数据进行分析与处理，并提供决策信息。

优选的，所述的在实际监测环境下部署传感器节点，首先构建WSN分簇网络模型，划分簇并根据任务种类不同对节点进行分类，节点分为基站节点、簇头节点以及普通传感器节点步骤之后包括：

S11：通过密钥生成中心KGC首先产生自身公私钥对，在公有区块链网络中存储并广播其公钥，并将私钥留在本地空间加密存储；

S12：通过簇头节点向基站发送注册请求，并将KGC根据自身私钥为簇头节点生成一对公私密钥；

S13：并且使用自身私钥为簇头节点签名，当签名成功后，基站节点将簇头节点的公私钥对以及签名返回给簇头节点，进行本地加密。

优选的，所述的并且使用自身私钥为簇头节点签名，当签名成功后，基站节点将簇头节点的公私钥对以及签名返回给簇头节点，本地加密保证步骤之后包括：

S14：首先基站节点自身产生一个具有秘密性的参数X_BS，只有在该基站注册，才可得到该参数；