高可靠实时工业无线网数据安全传输技术研究

Wireless industrial network (low-cost, high-flexibility, unmanned etc.) greatly reduces the deployment costs in traditional wired industrial network as it collects and transmits the industrial information through wireless technology. As the transmission of industrial information has some special requirements: reliability, time urgency and security, how to ensure the secure and reliable transmission is a key problem in the harsh industrial environments under serious channel interference. This research is based on the characteristics of industrial information and the threats it faced, analyzes the network security protection architecture. For the different communication paradigms in wireless industrial networks (such as one-to-one, one-to-many, many-to-one, etc.), we design a light-weight key distribution and management scheme. And then, depending on the abnormal information, we consider an abnormity-aware dynamic data security transmission scheme with adjustable reliability. Meanwhile, we consider the various factors which could influence the delay of data transmission and design the resource scheduling scheme. Through this research, we could provide important theory and technical support for the security of data transmission in wireless industrial networks.

工业无线网络技术具有低成本、高灵活、无人值守等特点，这种依托无线通信技术对工业传感信息进行采集、传输的方式，极大的降低了传统有线工业网络的部署成本。然而，工业数据传输具有高可靠、高实时、高安全等特点，在信道干扰严重的恶劣工业环境下，如何保证数据安全可靠的传输成为工业无线网大规模应用的关键问题。本课题在充分分析工业无线网信息传输特点及其面临威胁的基础之上，研究一种基于移动代理的工业无线网络安全防护体系架构，针对工业无线网络中可能存在的一对一、一对多、多对一、以及多对多等复杂通信模式，设计轻量级的密钥分发和管理机制。在此基础之上，根据网络异常信息，建立异常感知、可靠度可调的动态数据安全传输机制；同时考虑资源调度对数据传输时延的影响，利用跨层信息设计底层资源调度机制。本课题的研究对扩大工业无线网络的应用领域具有重要意义，为工业无线网数据安全传输提供重要的理论创新和技术支撑。

无线网络技术与传统的工业技术紧密结合，工业无线网络技术被普遍认为是继现场总线之后工业控制领域影响未来制造业发展的革命性热点技术。通过支持设备间的互联互通，提供低成本、高可靠、高灵活的工业信息系统，推进工业网络的功能扩展和性能提升，也是提高企业生产效率、提高产品质量，节能减排的重要技术。利用无线网络技术提高工业的信息化水平，加快工业转型升级成为未来工业发展的一个重要方向。.工业无线网络技术具有低成本、高灵活、无人值守等特点，这种依托无线通信技术对工业传感信息进行采集、传输的方式，极大的降低了传统有线工业网络的部署成本。然而，工业数据传输具有高可靠、高实时、高安全等特点，在信道干扰严重的恶劣工业环境下，如何保证数据安全可靠的传输成为工业无线网大规模应用的关键问题。本课题在充分分析工业无线网信息传输特点及其面临威胁的基础之上，研究一种基于移动代理的工业无线网络安全防护体系架构，针对工业无线网络中可能存在的一对一、一对多、多对一、以及多对多等复杂通信模式，设计轻量级的密钥分发和管理机制。在此基础之上，根据网络异常信息，建立异常感知、可靠度可调的动态数据安全传输机制；同时考虑资源调度对数据传输时延的影响，利用跨层信息设计底层资源调度机制。本课题的研究对扩大工业无线网络的应用领域具有重要意义，为工业无线网数据安全传输提供重要的理论创新和技术支撑。