无线多媒体传感器网络中具有能量感知和服务质量保障的图像安全技术研究

正如多媒体计算机的出现极大地丰富了早期计算机的功能一样，无线多媒体传感器网络的出现极大地丰富了无线传感器网络获取信息的内容，但是同时也为其安全性带来了巨大的挑战。本课题结合无线多媒体传感器网络的主要特点，即能量受限和注重服务质量，致力于图像加密和安全传输的研究。首先，对无线多媒体传感器网络中节点能耗模型、网络生存期和端到端的数据传输开销进行研究；然后，利用结合压缩编码的选择图像加密的方式研究图像快速加密算法，既能够减少加密所处理的数据量，也能够同时完成图像数据压缩和加密的功能，并利用能量感知自适应地调整加密强度，延长网络生存期；最后，采用跨层设计的思想，研究具有能量感知和服务质量保障的图像安全传输机制。本研究不仅可以为解决无线传感器网络中图像安全与资源受限的矛盾提供新的思路，而且可以为其他多媒体数据的安全研究提供直接的指导作用，更是为无线多媒体传感器网络走向实际应用提供了安全保障。

无线多媒体传感器网络的应用日益普遍，其安全性也受到极大的挑战。加密作为保护信息安全的主要手段，是解决无线多媒体传感器网络中图像安全的有效方法。但是现有的研究多局限于利用传统密码学和传统图像加密的方式，其适用性、效率和安全分析等方面都有很大的局限性。.本项目通过结合无线多媒体传感器网络的特性，即能量受限和服务质量敏感，深入研究了其图像安全的解决方案。首先，我们对无线多媒体传感器网络特点及其仿真平台进行了的深入研究和总结归纳，并获得了量化衡量无线多媒体传感器网络中图像加密的能量开销和服务质量保障方法。然后，对现有的常用图像加密算法进行了有效的安全性分析，发现了其安全漏洞。其次，我们深入了解了现有常用图像格式及其在无线多媒体传感器网络中的适用性；在此基础上，针对DICOM、GIF、SPIHT、JPEG2000等几种具体图像格式，结合压缩编码和选择加密设计了具有能量感知和服务质量保障的图像加密算法。并且，我们从密码学和图像处理的角度对基于压缩编码的选择图像加密算法进行了安全性分析。最后，我们还研究了分布式云环境下图像安全存储方案。. 在该项目的研究过程中，我们按照计划如期完成了项目立项时的预期研究内容和研究任务，获得了一系列理论和实际研究成果，这些成果对于无线多媒体传感器网络甚至是其他受限网络环境中解决图像安全现有问题提供了有益的参考。同时，通过本项目的实施，项目组成员得到了极大的科研锻炼。