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物联网环境下无线传感数据加密传输系统设计

马丽;荀禹

【摘要】RSA数据加密传输系统不能在保持信息交换格式完整的同时,实现加密协

议的指向性传输.为解决上述问题,设计物联网环境下的新型无线传感数据加密传输

系统.在固有物联网框架中,确定无线数据传输模块、传感加密模块间的交互连接关

系,完成新型系统的硬件运行环境搭建.在此基础上,以定义格式的数据包作为原始信

息,编写JavaSocket加密代码、选择数据加密传输模板,完成新型系统的软件运行

环境搭建,实现物联网环境下无线传感数据加密传输系统的顺利运行.模拟系统运行

环境设计对比实验结果表明,与RSA系统相比,应用新型数据加密传输系统后,可在

加密协议传输指向性得到有效保证的前提下,将信息交换格式完整性提升至70％以

上.

【期刊名称】《电子设计工程》

【年(卷),期】2019(027)010

【总页数】5页(P82-86)

【关键词】物联网;无线传感;加密传输;格式定义;代码编写;模板选择

【作者】马丽;荀禹

【作者单位】渤海大学辽宁锦州121013;三校名师诚宇培训学校辽宁锦州

121000

【正文语种】中文

【中图分类】TN391

常见的数据加密方式包含置换、替换两种形式[1-2]。其中，置换加密利用密钥将

明文中的字符转换成密文中的字符，且这种方式只能将明文中的字符按照不同的顺

序进行重新排列。替换加密是将铭文中的大段信息全部替换为密钥中的数据信息，

这种方式可以满足大篇幅的数据加密处理。

文中引入JavaSocket加密技术，设计一种基于物联网环境的新型无线传感数据

加密传输系统，对比实验结果表明，这种新型系统确实具备一定的实际应用可行性。

1无线传感数据加密传输系统硬件设计

1.1物联网框架设计

新型数据加密传输系统的物联网框架采用分布式的搭建结构，对各个运行执行模块

采取agent搭建处理，使得系统相关操作单元即可进行单独运行，也可保持协同

处理的工作状态。agent物联网架构具备三个基础执行单元，其中网络系统服务器

作为初始执行单元，可在接收传感数据的同时，向下级处理模块发送全新的待加密

数据包，并在保持系统稳定运行的前提下，将这些数据汇总于中枢传输处理结构

[3]。作为agent物联网架构的第二级执行单元，中枢传输处理结构具备完善的数

据整合功能，可同时分析传感数据的加密密钥和解密密钥[4]。具体物联网框架结

构如图1所示。

图1物联网框架结构图

1.2无线数据传输模块设计

无线数据传输模块是新型系统硬件运行环境的关键组成环节，该模块可调节物联网

框架中枢传输处理结构与功能部件间的数据包加密过程[5-6]。为促使系统加密传

输进程的快速推进，所有进入无线数据传输模块的传感信息都按照信息头、信息载

体、原id、信息类型id的固定顺序进行排列，且除了信息载体中的传感数据为加

密报文外，其余结构中的传感数据依然保持明文传输状态[7]。具体无线数据传输

模块结构如图2所示。

1.3传感加密模块设计

传感加密模块作为物联网框架的直属下级分支，可以利用Key、Mode、Data3

个入口参数对数据进行基础加密操作。Key入口参数具备8个基础操作字节，在

对数据加密的过程中，始终保持64位的实值变化状态。Mode入口参数可在传输

网络的两端，对数据进行明码标注处理，使所有代加密数据的连接形式。Data入

口参数可在64位传输密文的促进下，对数据进行输入控制，并通过这种操作手段

使物联网节点中的数据维持完整的待转码状态[8-9]。具体传感加密模块结构如图

3所示。

图2无线数据传输模块结构图

图3传感加密模块结构图

2无线传感数据加密传输系统软件设计

2.1数据包格式定义

新型加密传输系统的传感数据包由信息头、信息体两个关键部分组成。其中，信息

头中包含大量的无线传感附加信息，能够使相关操作模块明确加密报文对数据的处

理形式。信息体是系统中真实的传输数据，可以显示客户端、处理器端对于待加密

无线传感数据的传输同步状态[10]。信息头文件由包含32位源id的明文信息组成，

且每个明文信息都与一个附加标志保持一一对应关系。信息体文件由包含32位目

的id的密文信息组成，每个密文信息都在加密公钥的影响下，将对应明文中的相

关信息暂时存储于系统数据库中[11-12]。详细数据包格式定义原理如图4所示。

图4数据包格式定义原理详解图

2.2