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無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議（簡體書）
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商品簡介
作者簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱
商品簡介
《無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議》圍繞無線傳感器網絡輕量級密碼算法與應用協議展開論述，首先分析了無線傳感器網絡的安全特點，綜述了加密算法的研究現狀；接著分別介紹了神經網絡密碼、整數型混沌密碼、優化的身份公鑰等新型輕量級算法，并詳細闡述了在此基礎上構建的無線傳感器網絡密鑰管理及其他若干輕量安全協議設計；最后討論了無線傳感器網絡安全協議的形式化方法與工具，并給出了具體的分析實例。
《無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議》研究的內容兼具理論深度和工程實用性，內容敘述專業性較強、邏輯聯系較緊密，尤其是后面若干安全協議的設計依賴于前面提出的各種算法，應用創新性較強。
《無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議》適合高等院校的計算機、信息安全、網絡工程、物聯網等專業研究生和高年級本科生，從事網絡信息安全的科研人員和軟件開發者閱讀。
《無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議》研究的內容兼具理論深度和工程實用性，內容敘述專業性較強、邏輯聯系較緊密，尤其是后面若干安全協議的設計依賴于前面提出的各種算法，應用創新性較強。
《無線傳感器網絡輕量級密碼算法與協議》適合高等院校的計算機、信息安全、網絡工程、物聯網等專業研究生和高年級本科生，從事網絡信息安全的科研人員和軟件開發者閱讀。
作者簡介
陳鐵明，男，生于1978年3月，浙江諸暨人，博士，浙江工業大學計算機科學與技術學院副教授，IEEECS、ACM、CCF等會員。2008年12月入選浙江工業大學青年學術骨干教師、2011年度浙江工業大學優秀教師、2012年度首屆浙江工業大學十佳優秀青年教師。主要從事信息安全領域的研究工作，正在主持1項國家自然科學基金項目、1項“十二五”國家密碼發展基金課題。已主持完成了2項浙江省自然科學基金項目、1項浙江省科技廳計劃項目、3項省部級重點實驗室開放課題。作為課題研究骨干，已完成了2項國家自然科學基金項目、1項國家“863”研究計劃課題、1項“973”基礎研究計劃子課題、10多項省級課題項目等；作為第一獲獎人獲得2010年浙江省高校科研成果三等獎，茌2012年獲得“十一五”浙江省自然科學基金委優秀項目成果獎；已在計算機研究與發展、通信學報、物理學報、傳感技術學報、lEEE Transacfions on Industrial Informatics、IJCNN、ISPEC等國內外權威期刊或國際會議上公開發表學術研究論文近50篇，其中，第一作者SCI／EI檢索30多篇；已獲得4項國家發明專利授權和10多項軟件著作權，同時正在受理5項發明專利。目前，擔任浙江省計算機學會信息安全專委會秘書長，浙江省信息安全技術創新戰略聯盟副秘書長等社會兼職；2008年8月為美國辛辛那提大學智能系統實驗室的訪問學者；2013年3月至9月，被聘為新加坡國立大學計算機系訪問研究員（Research Fellow），主要研究軟件系統安全的形式化分析與驗證技術。
名人/編輯推薦
系統地介紹作者多年積累的自主研究成果，業界首次聚焦無線傳感器網絡輕量級密碼理論分析和工程實踐，兼具學術研究和應用開發的參考價值；
書中公開若干作者提出的輕量級密碼算法的相關發明專利，并給出詳細的實現描述及性能測試，具有重要的無線傳感網密碼協議自主研發參考價值；
自包含了開展無線傳感器網絡安全工程所需的算法理論和技術研發基礎，尤其是包含了無線傳感器網絡的基本結構及其開發環境、安全威脅及安全需求、密碼技術應用現狀等背景知識，還介紹了形式化分析與驗證在無線傳感器網絡安全協議中的應用，可為不同學術層次的讀者提供參考。
書中公開若干作者提出的輕量級密碼算法的相關發明專利，并給出詳細的實現描述及性能測試，具有重要的無線傳感網密碼協議自主研發參考價值；
自包含了開展無線傳感器網絡安全工程所需的算法理論和技術研發基礎，尤其是包含了無線傳感器網絡的基本結構及其開發環境、安全威脅及安全需求、密碼技術應用現狀等背景知識，還介紹了形式化分析與驗證在無線傳感器網絡安全協議中的應用，可為不同學術層次的讀者提供參考。
目次
第1章無線傳感器網絡基礎
1.1無線傳感器網絡基本結構
1.2常見傳感器節點及基本協議
1.3傳感器節點輕量級開發環境
1.3.1TinyOS系統
1.3.2NesC語言
第2章無線傳感器網絡安全與密碼技術
2.1無線傳感器網絡安全威脅
2.1.1安全隱患分析
2.1.2安全攻擊分類
2.2無線傳感器網絡安全屬性
2.3無線傳感器網絡密碼技術現狀
2.3.1傳統對稱加密算法
2.3.2非傳統的加密算法
2.3.3優化的公鑰加密算法
2.4本章小結
第3章基于樹型奇偶機的神經密碼算法
3.1神經網絡互學習模型
3.1.1連續的神經網絡交互學習模型
3.1.2離散的神經網絡交互學習模型
3.2樹型奇偶機模型基礎
3.2.1樹型奇偶機基本結構
3.2.2交互學習的權值同步
3.2.3權值同步的判定問題
3.3樹型奇偶機模型改進
3.3.1權值同步的穩定性
3.3.2權值同步的可靠性
3.3.3模型的進一步考慮
3.4樹型奇偶機神經密碼協議基礎
3.4.1神經密碼協議研究現狀
3.4.2神經密碼協議安全討論
3.5樹型奇偶機輕量級應用方案
3.5.1基于捎帶的交互學習方法
3.5.2樹型奇偶機輕量級流密碼
3.6本章小結
第4章基于整型運算的混沌密碼算法
4.1混沌密碼學基礎
4.1.1混沌與密碼
4.1.2基本混沌映射
4.1.3混沌密碼研究
4.2混沌函數運算的整型化改造
4.2.1Logistic映射函數的改造
4.2.2混沌序列發生器的改造
4.3基于整數混沌的復合流密碼算法
4.3.1混沌序列發生器
4.3.2混沌密鑰流
4.3.3性能分析
4.4基于整數混沌的分組加密算法
4.4.1輪加密結構
4.4.2加解密流程
4.4.3性能分析
4.5基于整數混沌的消息鑒別算法
4.5.1鑒別碼結構設計
4.5.2安全與性能測試
4.5.3輕量級安全應用
4.6本章小結
第5章基于身份的公鑰密碼算法
5.1橢圓曲線加密基礎
5.1.1數論基本知識
5.1.2橢圓曲線基礎
5.2雙線性對理論基礎
5.2.1相關基礎知識
5.2.2雙線性對定義
5.3雙線性對計算優化
5.3.1對的比較
5.3.2對的優化
5.4基于雙線性對優化的身份公鑰
5.4.1基本加密方案
5.4.2基本簽名方案
5.4.3加密算法性能
5.5基于組合密鑰的輕量級身份公鑰
5.5.1加密方案及其性能
5.5.2簽名方案及其性能
5.6本章小結
第6章無線傳感器網絡密鑰管理協議
6.1無線傳感器網絡密鑰管理研究現狀
6.1.1密鑰管理協議分類
6.1.2各類密鑰管理協議
6.1.3密鑰管理研究挑戰
6.2基于樹型奇偶機的密鑰管理協議
6.2.1密鑰分配協議
6.2.2密鑰更新協議
6.2.3密鑰撤銷協議
6.3基于身份公鑰的密鑰管理協議
6.3.1密鑰分配協議
6.3.2密鑰更新協議
6.3.3密鑰撤銷協議
6.4基于身份的密鑰管理服務協議
6.4.1研究背景與意義
6.4.2IBE密鑰管理服務
6.4.3服務性能評估
6.5本章小結
第7章無線傳感器網絡安全通信協議
7.1新型輕量級鏈路加密傳輸協議
7.1.1樹型奇偶機和混沌密碼的混合
7.1.2TinyOS安全協議TinySec
7.1.3基于混合密碼的輕量安全協議TinyTCSec
7.1.4輕量級協議的安全與性能分析
7.2新型輕量級攻擊容忍安全協議
7.2.1基于身份公鑰的攻擊容忍安全協議
7.2.2改進的輕量級攻擊容忍安全協議
7.2.3輕量級安全協議的安全與性能分析
7.3接入網關的數據簽名認證協議
7.3.1基于IBE的XML簽名認證
7.3.2認證方案的安全與性能分析
7.3.3原型演示系統的設計與實現
7.4本章小結
第8章無線傳感器網絡安全協議的形式化分析
8.1安全協議形式化分析方法與工具
8.2無線傳感器網絡安全協議的形式化方法
8.2.1安全協議的驗證需求
8.2.2形式化分析研究現狀
8.2.3形式化方法綜合框架
8.3基于模型檢測的安全協議分析與改進
8.3.1形式化分析與改進的方法流程
8.3.2無線傳感器網絡安全協議分析與改進
8.4基于進程分析工具PAT的建模與驗證
8.4.1PAT工具的框架結構
8.4.2PAT工具的擴展開發
8.4.3WSN安全建模與驗證
8.5本章小結
書摘/試閱
（3）靈活的XML語言可支持基于權限策略的IBE加密，并支持身份公鑰語義。
交叉認證是分布式PKI數字認證系統中最難實現的環節，層次式CA證書鏈的驗證十分耗時且安全難以保障。如果傳統XKMS僅僅是為PKI用戶屏蔽交叉認證的復雜性，那么研究IBE—XKMS則可為IBE用戶提供“所見即所得”的權限認證，即用戶可通過XML語言清晰地描述接收方身份的角色權限，例如，從XML解析出來的身份公鑰為IDp=“A部門→B部門→C部門→用戶P的職位”，指明了接收方P所需的權限，而IBE—XKMS服務只需驗證角色是否存在，無需復雜的交叉認證。另外，IBE—XKMS還可實現公鑰查詢和驗證的語義服務，如身份ID串聯一個時間戳即可表示“接收方只能在指定時間內請求私鑰”等語義。
（4）信任服務層可為PKG提供IBE加密和簽名服務，實現IBE零客戶端應用。
IBE是一種密鑰集中式托管的安全應用模式，在PKG管轄的安全域內，應用程序完全信任PKG。因此在研究IBE.XKMS服務時，可進一步考慮保密性和完整性等安全應用服務，例如，提供IBE加密和簽名服務，使應用程序僅需關注IBE應用模式，無需安裝任何IBE安全組件，實現真正的零客戶端應用，尤其適用于輕量級網絡終端，如嵌入式移動網絡環境。
當前，面向WSN接入的服務體系的研究已開始受到關注，本節將提出一個面向IBE的密鑰管理服務框架，并在此基礎上實現面向接入網關的密鑰管理方案，即各個不同安全域的接入網關共同信任IBE密鑰管理服務，不同網關可擁有不同的IBE公開參數、主密鑰以及密鑰策略等，增加如圖6.2所示的WSN應用架構的安全靈活性，且不同的IBE參數通過IBE服務實現統一管理，實現異構網絡環境下的IBE密鑰管理。
下面將介紹一個IBE密鑰管理原型系統IBE—XKMS的設計與開發，以及密鑰管理的性能評估。
6.4.2 IBE密鑰管理服務
6.4.2.1 系統框架
IBE—XKMS的設計目標是為安全應用程序屏蔽IBE公鑰體制的實現差異，提供一個基于wreb Service的可信第三方安全服務層。系統總體結構如圖6—13所示，以安全策略為中心，包括身份注冊管理策略、域和參數管理策略以及安全密鑰管理策略，實現IBE私鑰管理PKG服務接151、身份認證服務接口、消息處理接口等系統管理功能。
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