數字水印技術在無線E+E傳感器網絡安全應用
無線E+E傳感器網絡將大量微型E+E傳感器節點部署到監測區域，通過無線通信組成多跳自組織網絡，實現對特定對象信息的感知、采集、處理和傳輸。無線E+E傳感器網絡在國防軍事、環境監測、醫療衛生等多個領域有著廣闊的應用前景，其安全問題也必然會越來越受到重視。無線E+E傳感器網絡涉及到多方面的安全問題，其中不可信網絡環境中傳輸的感知數據的完整性認證與易被竊取的具有商業價值的數據的版權保護都是不容忽視的安全需求。

數字水印技術在無線E+E傳感器網絡安全應用
E+E傳感器節點計算與存儲能力均較弱，能量供給更是非常有限，且E+E傳感器網絡絕大部分能量消耗都來源于無線通信，以至于傳統密碼學的手段不能得到良好的應用。在多媒體信息領域得到廣泛研究與應用的數字水印技術通常計算相對簡單，且不增加額外的傳輸信息，正是解決此類安全問題的較好的方法。數字水印技術根據方法的魯棒性可分為脆弱水印和魯棒水印，分別能以較低的開銷實現認證與版權保護，滿足E+E傳感器網絡的安全需求。因此的研究對于豐富信息安全理論與技術，尤其是受限環境下的數據認證與版權保護都有著一定的學術價值，在物聯網廣泛應用的時代更具有較強的實用價值。首先簡要介紹了無線E+E傳感器網絡的基本概念，并指出當前E+E傳感器網絡的安全研究主要集中在一些如安全路由、安全的數據融合等問題，而數據認證還主要使用的是以消息認證碼為代表的傳統密碼學方法，版權保護的研究更是甚少有文獻涉及。再簡要闡述了的研究所涉及的關于密碼學、信息隱藏以及數字水印的基礎理論知識，比較了E+E傳感器網絡中傳輸的數據流與多播數據流在網絡結構與安全需求上的異同，并對現有的適用于E+E傳感器網絡的基于數字水印技術的認證與版權保護方案進行了綜述。針對當前E+E傳感器網絡中的水印方案的不足，根據網絡特點與安全需求，結合數字圖像水印技術，重點研究了E+E傳感器網絡中基于脆弱水印的認證方案與基于魯棒水印的版權保護方案，提出了①克服分組方案缺點的驗證數據個體的水印認證方案，②能夠恢復原始數據的可逆水印認證方案，③實現版權保護的1比特魯棒水印方案，并通過理論分析與模擬實驗驗證了這些方案的性能。的主要貢獻如下：①在抽象的統一的數據模型上研究E+E傳感器網絡的認證與版權保護。E+E傳感器節點硬件千差萬別，E+E傳感器網絡也不似Internet運行相同的網絡協議。首先，在應用層實現數據的認證與版權保護，將E+E傳感器的每一次采樣所得的數據作為zui基本的數據粒度，而不考慮其數據鏈路層處理數據的方式。這使得提出方案具有更廣泛的適應性，尤其適合硬件差別較大的E+E傳感器網絡，更能為物聯網中廣泛存在的各種受限制網絡環境中的信息安全提供參考。其次，將網絡中傳輸的數據抽象為從E+E傳感器節點到匯聚節點的數值型數據流，在不考慮數據融合的前提下，水印均在采集信息的E+E傳感器節點而嵌入在匯聚節點被驗證。這為原本多樣的E+E傳感器網絡環境中的數字水印應用研究提供了便利。②提出了能夠驗證數據個體的無線E+E傳感器網絡水印認證方案。現有的E+E傳感器網絡的水印認證方案大都在數據組的層級處理數據，實際發生虛警的數據項較多，且數據組的魯棒性較差。結合數字圖像中定位篡改的水印算法，基于“雙向分散”技術提出了驗證數據項個體的水印方案，并改進得到了不分組的水印認證方案，克服了分組帶來的諸多缺點，實現了對數據流中的數據項個體的認證，降低了方案的實際虛警率。③提出了可逆的無線E+E傳感器網絡水印認證方案。傳統水印方案修改原始數據，必然不符合一些敏感應用的需求。結合廣泛研究的數字圖像可逆水印，利用了E+E傳感器網絡數據流相鄰數據之間的相關性，通過擴展當前數據與由前導數據得到的預測值之間的誤差嵌入水印，使得匯聚節點在提取水印之后還能恢復原始數據。④提出為無線E+E傳感器網絡數據流實現版權保護的1比特魯棒水印方案。

數字水印技術在無線E+E傳感器網絡安全應用
結合經典的了Patchwork算法，在數據流中均勻而偽隨機地選擇部分數據，并劃分為兩組，通過改變兩組數據的差值來嵌入1比特水印。水印可由統計的方法檢測，并且對于常見的諸如截取、注入、采樣、修改等攻擊方式均具備較高的魯棒性，保證了在不破壞數據使用價值的前提下無法抹去水印信息。⑤建立了一套無線E+E傳感器網絡水印方案的性能評價機制。通過分析與實驗，建立了由漏檢率、虛警率、魯棒性、開銷、服務質量共同構成的評價體系，并根據這些指標對提出的所有水印方案進行了分析與模擬實驗。