基于AES的WSN加密算法

为增强无线传感网络WSN(wireless sensor networks)的安全性,保证节点之间信息安全、可靠的传输,提出一种基于高级加密标准(AES)算法的改进型加密算法——轻量级高级加密标准LAES(lightweight AES)算法。针对AES算法中影响运行速度的两个关键环节进行改进,在保证加密算法安全性的前提下,对轮数进行精简,极大降低算法的计算负担;利用查表法优化算法的轮函数,进一步加快算法执行速度。轮数的精简使得算法执行的总轮数减少,轮函数优化使得每一轮速度加快,确保LAES算法的高性能。将该算法应用在无线传感网节点上进行验证,验证结果表明,改进后的算法执行效率有较大提高,适用于无线传感网络的机密加密。

利用声发射(AE)技术监测大型混凝土桥梁结构

介绍了一种利用无线AE传感器对大型混凝土桥梁结构进行监测的新方法,并对新式数据处理和分析技术做出综述。

针对功耗攻击的AES协处理器安全性分析

在讨论高级加密标准(AES)的算法、硬件电路实现的基础上,阐述了实现设计中的安全问题。讨论了统计功耗攻击的原理和实现,并给出了定量的分析和实验结果。文章分析了不同的抗能量攻击的策略,提出了一种采用异构的S盒代替固定结构的S盒的方法,该方法可以有效地减小能量消耗和输入变化的相关性。

基于AES算法的无线传感网络信息采集安全加密技术研究

文章基于AES算法,对无线传感网络信息采集安全加密技术进行了研究,通过AES算法不断完善,得到了一种新型的加密技术算法。通过对AES的算法结构的分析,确定改进算法的核心目标是进行新的S盒的寻找,并根据公式初步得到全部可能的S盒。利用设计新的动态S盒进行改进,在得到S盒数目后,根据密钥、S盒关系进行S盒选择。随机选择一个新型S盒生成解密程序、加密程序。实验表明,在整个图像里,黑白色块近似随机、均匀分布,原图的特征在形成的雪花图完全看不出,能准确还原解密程序,证明加密算法具有一定的安全性、可行性。

IEEE802．15．4中AES-CCM协议的扩展指令集实现

该文在高级加密标准(AES)快速算法的基础上,设计了一组基于可配置处理器NiosII上的扩展指令,用于IEEE802.15.4标准媒体访问控制层中基于AES算法的计数器模式和密码分组链接消息验证码(AES-CCM)协议的硬件加速。该文首先推导出快速算法中用于轮变换的查找表与S盒的逻辑关系,然后通过复合域变换方法用硬件电路实现S盒的计算,从而消除了支撑扩展指令集的硬件逻辑对片上存储空间的消耗。同时给出该协议基于查表法的扩展指令集和协处理器的设计方案,并在EP2C35芯片上进行实现和对比。该方案仅消耗223个逻辑单元(LE),吞吐量为668.7 kbps,时钟周期数比软件算法加速174.6倍,芯片面积仅为协处理器方案的9.5%,显著降低了无线传感网节点设备的成本和功耗。

面向无线传感器网络的抗攻击低开销AES实现方法

高级加密标准(AES)加密被众多无线传感器网络(WSN)标准定义为其数据链路层的核心密码算法。传统AES实现由于计算复杂度高,难以在资源受限的WSN节点上实现。通过查找表可以大幅提高AES软件实现的加密速度,但是传统的基于4张1kB查找表的AES实现(4-T)不仅存储开销大,而且面临着访问驱动Cache攻击的威胁。通过对查找表的结构进行优化,提出一种基于单张512B查找表的AES实现方法(1-T),在降低存储开销的同时,提高了AES实现抵抗访问驱动Cache攻击的能力。此外,通过对轮加密公式的优化,减小了对加密速度的影响。在ARM平台上的实验显示,1-T实现的加密时间相比4-T增加43.5%,但仅是采用硬件加速器AES实现的加密时间的38.55%。

AES在无线网络化传感器安全性中的应用研究

无线网络化智能传感器技术是传感器技术的发展方向,而安全性是它必须考虑的一个重要方面。本文阐述了AES加密原理,研究探讨了AES在无线网络化智能传感器中的应用,详细叙述了AES的五种加密模式的工作过程。

无线网络化传感器中的AES VLSI设计

提出了一种高性价比的先进密码算法(AES)加/解密系统超大规模集成电路(VLSI)实现方案。为了减少硬件开销,采用模块复用技术对AES的2个核心运算部件(字节代换和列混合)进行了硬件可逆设计;为了提高加/解密速度,采用了轮间和轮内相结合的流水线结构;设计了一种轮密钥扩展结构,解决高速加/解时轮密钥分配的同步问题。实验结果表明:该设计不仅能够正确实现高速的AES加/解密运算,而且,与其他同类设计相比,具有更高的性价比。

基于能量预警的管道自适应水下无线传感器网络路由协议研究

水下无线传感器网络通信受环境影响,造成网络的能耗大、数据传递率低、时延大,提出了AE-VBF路由协议。该协议在VBF协议基础上进行了优化,选择候选节点时引入能量预警值并改进转发因子,考虑了节点的能量信息和位置信息,同时引入了路由管道半径算法。通过仿真分析,AE-VBF协议随着网络密度的增加,以较小的数据包传递率的降低为代价,减少了网络的能量消耗,均衡了网络的整体能耗。

大型起重机械结构健康监测技术研究进展

简要介绍ASHM实验室近两年在基于光纤光栅传感器的大型起重机械健康监测技术、基于光纤声发射传感器的大型起重机械局部损伤监测技术,以及基于无线传感节点的大型起重机械健康监测技术研究等方面所取得的阶段性研究成果,部分研究成果已在现场进行应用试验,效果良好。大型起重机械结构健康监测技术不仅能实现对起重机械结构健康状况进行实时监测,还能及时捕获起重机械结构失效的前兆,预防突发性灾难事故,避免重大人员伤亡与财产损失。

基于混合加密的无线医疗传感网数据安全与隐私保护

目的:针对医疗数据在无线信道传输过程中易被窃听甚至篡改的问题,提出一种椭圆曲线密码学(elliptic curve cryptography,ECC)与高级加密标准(advanced encryption standard,AES)混合加密算法。方法:发送方使用AES会话密钥加密医疗数据、ECC公钥加密AES会话密钥,使用SHA-1计算医疗数据的散列值,继而使用ECC公钥对散列值签名;接收方使用ECC私钥验证签名,接着使用ECC私钥解密AES会话密钥,再用AES会话密钥解密医疗数据。结果:该安全方案在加解密时间、安全强度及能源消耗方面均优于常规的ECC算法或RSA和AES混合加密算法,保证了医疗数据在传输过程中的机密性和完整性。结论:该混合加密方案能够满足无线医疗传感网低时间复杂度的需求,较好地实现了对患者数据和隐私保护的目的。

无线岩体声发射信号监测系统设计

岩体声发射监测是矿山岩体灾害监测预警的重要手段,目前国内在矿山岩体声发射监测方面都开发出了相应的监控系统产品,但大都采用有线的方式。为使研究设计中减少系统现场安装和维护的工作量,避免监控盲区,设计了一种无线的岩体声发射监测系统,即系统由多个平行的检测通道构成,能实时采集和显示声发射波形信号,准确分析、研究监测部位岩体形状,提高预警的准确性,有广阔的应用前景。