可逆信息隐藏在无线传感网数据认证中的应用及其关键技术研究

Data authentication is an important demand of wireless sensor network (WSN), currently, the proposed schemes for data authentication based on information hiding make irreversible modification on data of WSN, which affects the data integrity, especially some special applications, such as data of military and medical fields, need to keep absolutely original integrity. This project conducts a study aiming at the data authentication of WSN using reversible information hiding, so as to realize the lossless authentication with high performance. The research contents include: (1) Study the grouping strategy of WSN data, meanwhile assure that the verifier can achieve the synchronization of data grouping; (2) Research how to generate the feature bit of grouping data and achieve the integrity authentication of data; (3) Design the reversible hiding scheme of data grouping of WSN, and realize the feature extracting, tampering detection and restoration of original data; (4) Aiming at the false positive rate and false negative rate related with the authentication, research and give the qualitative analysis in theory, establish the corresponding probability model, and put forward the reasonable countermeasures; (5) Relying on the application fields of WSN, construct typical verification instances, and the proposed theory and method can be improved according to the feedback of verification results.

数据认证是无线传感网络的一个重要需求，目前提出的基于信息隐藏技术的数据认证方案对无线传感网数据做了不可逆的修改，影响了数据的完整性，特别是一些特殊应用，如军事、医疗领域的数据更需要保留绝对的原始完整性。本项目将针对可逆信息隐藏在无线传感网数据认证中的应用及其关键技术展开研究，以实现高性能的无损认证。研究内容包括：(1) 研究无线传感网传输数据的分组策略，以保证验证方能实现数据分组的同步； (2) 研究如何生成分组数据特征位，以便正确实现数据完整性认证；(3) 设计无线传感网数据分组的可逆隐藏方案，实现验证方所需的特征提取、篡改检测及原始的数据恢复；(4) 针对可能出现的与认证相关的误警率和漏警率，从理论上研究给出定性的分析，建立对应的概率发生模型，并提出合理的应对措施；(5) 依托无线传感网的应用领域，构建典型验证性实例，对提出的理论与方法进行反馈改进。

数据认证是无线传感网络的一个重要需求，目前提出的基于信息隐藏技术的数据认证方案对无线传感网数据做了不可逆的修改，影响了数据的完整性，特别是一些特殊应用，如军事、医疗领域的数据更需要保留绝对的原始完整性。本项目针对可逆信息隐藏在无线传感网数据认证中的应用及其关键技术展开研究，以实现高性能的无损认证。研究内容包括：(1) 研究无线传感网传输数据的分组策略，以保证验证方能实现数据分组的同步； (2) 研究如何生成分组数据特征位，以便正确实现数据完整性认证；(3) 设计无线传感网数据分组的可逆隐藏方案，实现验证方所需的特征提取、篡改检测及原始的数据恢复；(4) 针对可能出现的与认证相关的误警率和漏警率，从理论上研究给出定性的分析，建立对应的概率发生模型，并提出合理的应对措施。 围绕主要研究工作，目前项目组提出了一系列算法，并且这些算法都通过实例进行验证与分析。目前课题组已发表论文21篇，其中SCI收录17篇（JCR2区以上论文5篇），EI收录1篇，申请国家发明专利2项，培养了4名青年教师及硕士研究生4名。项目组成员多次参加国际学术会议进行学术交流。 本项目的实施与完成，为基于可逆信息隐藏技术的无线传感网数据认证性能的提高提供了新方法，为无线传感网数据安全认证的应用打下了良好基础。