① 无线传感器网络
无线传感器网络(wirelesssensornetwork,WSN)是综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些数据进行处理,获得详尽而准确的信息。传送到需要这些信息的用户。它是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三要素。
无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点,涉及到许多学科交叉的研究领域,要解决的关键技术很多,比如:网络拓扑控制、网络协议、网络安全、时间同步、定位技术、数据融合、数据管理、无线通信技术等方面,同时还要考虑传感器的电源和节能等问题。
所谓部署问题,就是在一定的区域内,通过适当的策略布置传感器节点以满足某种特定的需求。优化节点数目和节点分布形式,高效利用有限的传感器网络资源,最大程度地降低网络能耗,均是节点部署时应注意的问题。
目前的研究主要集中在网络的覆盖问题、连通问题和能耗问题3个方面。
基于节点部署方式的覆盖:1)确定性覆盖2)自组织覆盖
基于网格的覆盖:1)方形网格2)菱形网格
被监测目标状态的覆盖:1)静态目标覆盖2)动态目标覆盖
连通问题可描述为在传感器节点能量有限,感知、通信和计算能力受限的情况下,采用一定的策略(通常设计有效的算法)在目标区域中部署传感器节点,使得网络中的各个活跃节点之间能够通过一跳或多跳方式进行通信。连通问题涉及到节点通信距离和通信范围的概念。连通问题分为两类:纯连通与路由连通。
覆盖中的节能对于覆盖问题,通常采用节点集轮换机制来调度节点的活跃/休眠时间。连通中的节能针对连通问题,也可采用节点集轮换机制与调整节点通信距离的方法。而文献中涉及最多的主要是从节约网络能量和平衡节点剩余能量的角度进行路由协议的研究。
② 【高分】无线传感器网络S-MAC协议的原理及算法
本文根据《中国银联直联POS终端规范》的阐述,用C语言编程实现,该算法在实际的商业POS终端中使用。POS终端采用ECB的加密方式,简述如下:
a) 将欲发送给POS中心的消息中,从消息类型(MTI)到63域之间的部分构成MAC
ELEMEMENT BLOCK (MAB)。
b) 对MAB,按每8个字节做异或(不管信息中的字符格式),如果最后不满8个字
节,则添加“0X00”。
示例 :
MAB = M1 M2 M3 M4
其中:
M1 = MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18
M2 = MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28
M3 = MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38
M4 = MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48
按如下规则进行异或运算:
MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18
XOR) MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28
---------------------------------------------------
TEMP BLOCK1 = TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18
然后,进行下一步的运算:
TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18
XOR) MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38
---------------------------------------------------
TEMP BLOCK2 = TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28
再进行下一步的运算:
TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28
XOR) MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48
---------------------------------------------------
RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38
c) 将异或运算后的最后8个字节(RESULT BLOCK)转换成16 个HEXDECIMAL:
RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38
= TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342 ||
TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382
d) 取前8 个字节用MAK加密:
ENC BLOCK1 = eMAK(TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342)
= EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18
e) 将加密后的结果与后8 个字节异或:
EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18
XOR) TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382
------------------------------------------------------------
TEMP BLOCK= TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18
f) 用异或的结果TEMP BLOCK 再进行一次单倍长密钥算法运算。
ENC BLOCK2 = eMAK(TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18)
= EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28
g) 将运算后的结果(ENC BLOCK2)转换成16 个HEXDECIMAL:
ENC BLOCK2 = EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28
= EM211 EM212 EM221 EM222 EM231 EM232 EM241 EM242 ||
EM251 EM252 EM261 EM262 EM271 EM272 EM281 EM282
示例 :
ENC RESULT= %H84, %H56, %HB1, %HCD, %H5A, %H3F, %H84, %H84
转换成16 个HEXDECIMAL:
“8456B1CD5A3F8484”
h) 取前8个字节作为MAC值。
取”8456B1CD”为MAC值。