26、结合非对称加密的物联网数据安全技术

结合非对称加密的物联网数据安全技术

1. 引言

随着物联网（IoT）的快速发展，数据安全成为了一个至关重要的问题。传统的加密算法由于计算复杂度高、能耗大等问题，并不适用于资源受限的物联网设备。因此，本文提出了一种将公钥算法与压缩感知（CS）方法相结合的安全技术，旨在实现高安全性和低能耗的数据传输。

1.1 主要贡献

• 负载均衡 ：利用 CS 在数据聚合过程中实现负载均衡的优势，通过公钥算法和混合 CS 减少数据向量大小，实现良好的安全性能和负载均衡。
• 能耗优化 ：将复杂的计算和数据解密任务转移到基站（BS）端，避免了传感器节点的能耗问题。
• 流量减少 ：使用混合 CS 代替普通 CS，消除了传输早期不必要的高流量，降低了功耗。
• 抗攻击能力 ：不仅依赖 CS 进行数据加密，还使用公钥算法，使该技术不受选择明文攻击（CPA）的影响，且无需在每次迭代中更改 CS 矩阵。

2. 压缩感知（CS）

2.1 基本原理

CS 的一般架构是通过 N 个传感器节点从任何领域感知数据并发送到 BS。设矩阵 x（x ∈ RN×1）反映传感器的读数，其中每一行 x 表示一个传感器节点的数据。x 矩阵在 Ψ 变换域中有稀疏表示，即 x = Ψk，其中 k 是系数向量。如果 x 有 S 个非零值和 N - S 个零值，则称 x 为 S - 稀疏。根据 CS 理论，如果 M 是测量的大小，S 是