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在物联网(Internet Of Things,IOT)快速发展的带动下,特别是以扩张规模和大量应用的形势下,无线医疗传感器网络(Wireless Medical Sensor Networks,WMSNs)正在成为一个富有前景的技术。然而发展无线医疗传感器网络并不能忽略病人的隐私安全所面临的各种威胁,针对传感器节点的相对低廉造价原因所导致计算资源受限的问题,如何提高数据的安全强度和提高加密算法运行效率是本文研究的主要内容。本文通过对WMSNs的加密算法进行研究,在原理上提出改进,简化传统密码算法的高复杂度问题,提升无线医疗传感器网络节点通信的安全强度,提高节点通信加密的运行效率。在降低加密算法的计算度同时,也牺牲了部分存储空间。本文为研究轻量级加密技术应用在无线医疗传感器网络等场景产生了影响。本文主要的研究内容如下:(1)通过查阅国内外相关文献,研究了无线医疗传感器网络的发展形势以及其基本架构。通过分析无线医疗传感器网络的应用特点,指出在数据安全领域存在隐患,并对现有对称密钥算法和非对称密钥技术作了简要的介绍,并证明此课题研究的实际意义。(2)以传统密码算法的原理为基础,介绍主流的密码学加密算法以及分组密码算法的常用工作模式。分析研究了前人提出的改进加密算法,并对这些解决方案进行归纳总结。(3)对本应用场景,医疗护理数据无线采集系统进行技术介绍,例如系统中数据传输的方式,通过抓包工具与分析协议格式发现了系统中存在的薄弱环节—数据安全隐患,指出对于定制化的密码算法需求的必要性。(4)选择了具有代表性的AES加密算法,并进行相应分析研究。从中发现了影响密码算法的复杂度的环节。针对需要大量计算的环节进行优化,从而设计出适合本应用场景的轻量级分组密码算法。并在信息源处加密数据,有效的提高安全强度和运行效率,实现本应用场景的完善解决方案。(5)针对本应用场景,主要对改进的算法进行多方面的实验测试。给出了本实验的软硬件平台和横纵对比算法的性能指标。针对AES加密算法进行深入分析、研究和改进,提出了一种轻量级高级加密标准算法(Lightweight Advanced Encrption Standard,LAES)。本文的主要贡献和改进如下:(1)重构AES的S盒设计,并测试相关安全性指标;(2)对10轮加密的原始算法经过测试,优化到了8轮;(3)简化原算法加密过程的轮函数,通过全局查表方法有效降低计算复杂度,提高了算法的运行效率;(4)通过MDK5等实验平台,测试对比AES和改进AES的内存占用、运行时间等关键性指标参数,其次利用统计学密码分析方法例如穷举法、差分分析法等验证本设计算法是符合高安全强度等特点,满足WMSNs的加密通信特点。