4.5 外围模块
外围硬件电路的设计使用了三个Xilinx提供的Picoblaze核,系统总体结构图如图13所示。
图11 外围电路设计图
5 测试方案
5.1 密钥管理协议测试方案
为了验证系统的密钥管理协议中在测试密钥管理协议时,我们从以下几个方面验证:
a) 四个密钥和ID基的注入正确
四个密钥和ID基是后面密钥协议相关包运算的原始数据,故如果可证明后面的结果正确则可得证前面的结果正确
b) 验证K子的正确性
因为初始包的数据是经过K子加密后的结果,为了验证 K子的正确性,我们查看下一步的初始包的数据正确与否即可得知。
c) 验证初始包的正确性
为了验证初始包的正确性,在电脑上接上一个无线收发模块,用来接受节点和基站发送出来的消息。然后用已知的KT0和K0来算出相应的初始包的内容,和接受到的数据进行比对即可得知初始包的内容正确与否。
d) 验证TESLA 密钥包的正确性
接受到两次的TESLA包,算出Ki,然后用算出相应的TESLA 密钥包,和接受到的密钥包进行比对,即可知道密钥包分发正确与否。
e) 验证通信密钥Ki正确更新
为了验证通信密钥的正确更新,可以在不同时段使终端节点发送相同的数据,如果接受到的数据不同则说明密钥发生了更新,为了验证密钥的正确更新则算出两个时段发送的数据的正确内容,和接受到的内容进行比较即可知道通信密钥是否正常更新。
5.2 可重构功能的测试方案
为了测试可重构功能,可以将原来网络中的基站关闭,等待一段时间之后看网络内是否有节点重构为基站,重构为基站后正常工作的验证办法同密钥管理协议的测试方案。
5.3 可信平台的测试方案
当发现敌手入侵时,clear信号为高,所有密钥清零,为了验证其正确性,以后发送的密钥协议相关包用到的各种密钥均为零,将计算结果和接受到的数据进行比对即可知道其正确与否
6 结束语
本系统创新性的将可信平台理论和可重构机制引入WSN系统安全中,依托WSN通信协议和SPINS网络密钥管理协议,实现一种从点到面,点面结合的安全机制。系统方案不强调加解密算法的复杂性,着重于方案的灵活性,健壮性。
展望未来技术的发展,基于FPGA的动态可重构技术以及可重构密码芯片理论,本系统还可以实现加解密算法的动态调整,工作模式的切换更加快捷,以适合不同情景下的安全需求。