物联网隐私保护安全关键技术研究

物联网(Internet of Things)要实现广泛应用必须要解决其现存的隐私泄露问题。物联网隐私保护可能涉及到法律、道德和技术等各个方面，本课题主要从技术层面出发，研究基于安全机制的隐私保护方法。本课题的主要研究内容分为五个方面：一是密钥管理和认证技术，作为物联网的安全基础设施，同时实现其异构子网间的安全通信；二是抗节点(物理)俘获攻击的新方法，主要考虑重加密和散列锁存机制以及追踪方法；三是实现隐私保护的两个关键技术- - 隐私同态和信息隐藏；结合密钥技术和隐私同态，研究内容四探讨安全多方计算来实现隐私数据的融合及安全共享；最后通过基于无线传感器网络的物联网应用示范来验证所提出的隐私保护的安全协议和算法。

物联网信息共享的数据与个人生活行为息息相关，且信息彼此感知关联度较大，这种感知性与敏感性对物联网信息共享的隐私保护安全提出了更高的要求。然而受制于网络结构、终端设备、通信方式、应用场景等特点，物联网特有的一些隐私安全问题尚无法直接通过现有的互联网安全技术手段加以解决。为解决上述问题，本项目主要集中在安全密钥预分配、双向认证与密钥协商、数字身份认证、隐写术等关键技术方面进行了深入的研究，包括：提出一种基于椭圆曲线的无线传感器网络的安全密钥预分配方案，利用椭圆曲线上的不同基点作为种子密钥群，并基于种子密钥进行倍点运算生成私钥环，该私钥环在节点部署之前被分配给每个传感器节点，通过选择合适的私钥环大小，两个相邻节点共享相同私钥的概率大，其他不共享私钥的相邻节点亦可通过路径密钥经由中间节点实现安全通信，从而保障整个传感器网络的隐私通信安全；提出一种新的射频识别双向认证与密钥协商协议，它能够有效解决射频识别系统的隐私安全保护问题；提出一种基于面部局部组件的识别机制以确保人脸识别的准确性；提出一种基于 K-d 树的分布式部署方案并用于人脸图像的传输和检索，解决了资源紧张的问题。提出一种基于分布式隐写术的高能效通信方案，该方案将隐写术同分布式计算相结合，可以为无线多媒体传感器网络提供隐私安全通信保障；基于Android平台设计和实现具备一定隐私保护功能的移动医疗原型系统，对基于分布式图像隐写术的物联网隐私保护安全进行验证，并给出基于信息隐藏技术的多媒体物联网隐私保护通信示范。