蒋建峰， 尤澜涛

(1.南京邮电大学 计算机学院，江苏 南京 210000； 2.苏州大学 计算机学院，江苏 苏州 215123)

0 引 言

分簇机制[1～3]能够很好地解决无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)能量消耗过快的问题[4]，典型的分簇算法未能解决簇头能量负担重的问题，且没有身份认证[5,6]，如刘伟等人提出了数字水印节点的认证安全技术[7]，但使用典型的路由协议LEACH分簇，导致分簇不平衡，簇首节点能量消耗过快导致簇首过早死亡的情况。

针对以上的问题，本文提出了基于可逆数字水印技术的层次型传感网络安全模型，初始布置的无线传感网络，使用典型的分簇算法LEACH协议进行分簇，成员通过可逆数字水印技术嵌入水印，簇首节点负责水印提取，并且负责簇内数据的融合交由汇聚(sink)节点，重新分簇过程中充分考虑节点剩余能量、位置信息以及信任因子值等因素，优化分簇过程，力求在保障网络安全的前提下极力提升网络性能，延长网络生命周期。

1 可逆数字水印算法

本文设计的可逆数字水印算法基于像素矢量差值，其嵌入容量高并且计算效率高，簇内成员通过密钥和水印算法在感知数据中嵌入水印，簇首节点通过水印提取算法进行数据完整性验证。无线传感网节点感知数据流定义为D={d1，d2,…,di}，其中i表示传感节点工作时间周期，di表示第i个工作周期节点所采集到的数据集，时间集合定位为T={t1，t2,…,ti}，ti表示第i个工作周期采集数据所花的时间，定义di={a1,a2,…,aj}，aj表示第i个工作周期采集到数据的字段值。

1.1 水印生成

水印信息生成依托于原始感知数据D，用Hash算法MD5表示密钥信息K，可以将任意长度的数据转换成一个固定长度的值。……