丁佳蓉, 钟伯成, 房保纲, 张家磊

(上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海 201620)

0 引 言

随着电子医疗系统的发展,无线体域网正在兴起,它可以监控患者的健康信息并传输至远程医疗中心提供智能医疗服务。典型的无线体域网通常由人身体上的可穿戴式传感器组成,可采集人体的重要生理数据,如心电图(ECG)、脉搏、脑电图(EEG)等数据传送至控制单元,控制单元在初步分析后,将数据传送至远程监控中心,进一步判断患者的身体状况[1]。然而,由于传输信息的敏感性及无线信号具有在空中自由传播的特性,医疗数据在传输及存储过程中很容易引起安全问题。如果传感器之间传递的消息被伪造或篡改,可能会引发病人的生命危险,因此,病人生理数据的隐私性极为重要[2]。

体域网中必须利用身份认证以及保密机制确保传感器之间的安全通信[3]。传统的密钥分发技术在密钥的生成与管理中计算开销大、续航时间少、灵活性差等,无法满足体域网内的能耗需求；基于生理特征的密钥提取信号噪音大,对硬件的要求较高,对信号预处理的过程较为复杂；基于信道特征进行密钥提取过程中,由于无线信道的不完全互易性,通常需要引入信息协调来保证密钥的一致[4]。在之前基于信道特征进行密钥提取的研究中,通过信息协调来改善不匹配率,会增加可穿戴设备的能源开销,且无法保证认证率和密钥强度同时满足。

因此,本文设计了基于信道特征的密钥协商协议,将信道特征与双线性结合起来,实现体域网中体上传感器之间的安全沟通。……