(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210978019.8 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 210000 江苏省南京市江宁区帕威尔 路1号 申请人 国家电网有限公司 　 国网江苏省电力有限公司 　 江苏省电力试验研究院有限公司 (72)发明人 朱雪琼　胡成博　杨景刚　路永玲　 付慧　孙蓉　黄强　李双伟　王真　 贾骏　刘子全　薛海　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 母秋松(51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/06(2006.01) H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种适用 于无线传感网络低功耗传感器的 身份认证方法和系统 (57)摘要 本发明公开了一种适用于无线传感网络低 功耗传感器的身份认证方法和系统， 传感器根据 区域位置编码数据Po s， 计算区域位置Tpo s， 根据 区域位置Tpos和激励数据Sti mu， 调用P UF硬件指 纹提取算法， 选取区域位置Tpos对应的PUF硬件 指纹中字段作为P UF硬件指纹密钥K。 传感器根据 PUF硬件指纹密钥K， 加密区域位置编码数据和激 励数据Pos||Stimu得到APOS， 将ID||APOS发给汇 聚节点。 汇聚节点根据映射表， 取出设备号ID对 应的PUF硬件指纹选取字段作为PUF硬件指纹密 钥K'， 解密APOS得到Pos'||Stimu'。 如果Pos'|| Stimu'和Pos||Stimu结果一致， 传感器通过认 证。 本发明实现阻断非法传感设备不断发送数 据、 防止非法汇聚节点接入网络、 防止一次获取 全部传感器数据。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115189895 A 2022.10.14 CN 115189895 A 1.一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 由传感器执行， 其特征在 于： 包括： 步骤1.1： 传感器从PUF硬件指纹中选取字段， 并将传感器的设备号ID、 PUF硬件指纹对 应字段发送给汇聚节点； 步骤1.2： 传感器接收汇聚节点发送的区域位置编码数据Pos和激励 数据Stimu， 采用区 域位置编码数据Pos与区域位置映射关系计算区域位置Tpos， 根据区域位置Tpos和激励数 据Stimu， 调用PUF硬件指纹提取算法， 选取区域位置Tpos对应的PUF硬件指纹中的对应字段 作为PUF硬件指纹密钥K； 区域位置编码数据Pos与区域位置Tpos映射关系指字段对应的物 理单元序号与PU F硬件指纹中物理单元的对应 关系； 字段指PU F硬件指纹中物理单元对应的 标识符； 步骤1.3： 传感器调用轻量级加密算法， 根据PUF硬件指纹密钥K， 加密区域位置编码数 据和激励数据Pos| |Stimu得到APOS， 将ID| |APOS发送给汇聚节点； | |表示联接操作。 2.根据权利要求1所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： 还 包括： 将PUF硬件指纹密钥K作为 通信时的随机密钥。 3.根据权利要求1所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： PUF硬件指 纹由192个PUF组成， PUF硬件指 纹存储在传感器FLASH区的特定位置， 每个传感器需要存 储216字节的PUF硬件指纹数据。 4.根据权利要求1所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： 从传感器FLASH区的特定位置中随机选取16个位置作为PUF硬件指纹选取字段， PUF硬件指纹选取字段长度为64 位。 5.根据权利要求1所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： 传感器设备号 ID的字段长度为32位。 6.一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 由汇聚节点执行， 其特征 在于： 包括： 步骤2.1： 汇聚节点接收传感器发送的传感器的设备号ID、 PUF硬件指纹对应字段， 根据 设备号ID和PUF硬件指纹对应字段构建两者的映射表， 并存 储映射表； 步骤2.2： 汇聚节点将区域 位置编码数据Pos和激励数据Stimu发送给传感器； 步骤2.3： 汇聚节点接收传感器发送的ID||APOS， 根据映射表， 取出设备号ID对应的PUF 硬件指纹对应字段作为PUF硬件指纹密钥K'， 调用轻量级解密算法， 解密APOS得到Pos'|| Stimu'； 步骤2.4： 判断Pos'| |Stimu'和Pos| |Stimu是否一 致， 如果一致， 则传感器通过认证。 7.根据权利要求6所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： 还包括： 如果Pos'||Stimu'和Pos||Stimu不一致， 则进行二次认证， 不通过断开 连接。 8.根据权利要求6所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证方法， 其 特征在于： PUF硬件指纹由19 2个PUF组成， 传感器设备号 ID的字段长度为32位。 9.一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证系统， 其特征在于： 包括： 传感 器， 汇聚节点； 传感器用于发送传感器的设备号ID、 PUF硬件指纹对应字段； 接收区域位置编码数据权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115189895 A 2Pos和激励数据Stimu， 采用区域位置编码数据Pos与区域位置Tpos映射关系计算区域位置 Tpos， 根据区域位置Tpos和激励数据Stimu， 调用PUF硬件指纹提取算法， 选取区域位置Tpos 对应的PUF硬件指纹中字段作为PUF硬件指纹密钥 K； 调用轻量级加密算法， 根据PUF硬件指 纹密钥K， 加密区域位置编码数据和激励数据Pos||Stimu得到APOS， 发送ID||APOS； ||表示 联接操作； 汇聚节点用于接收传感器的设备号ID、 PUF硬件指纹对应字段， 根据设备号ID和PUF硬 件指纹对应字段构建两者的映射表， 并存储映射表； 发送区域位置编码数据Pos和激励数据 Stimu； 接收ID||APOS， 根据映射表， 取出设备号ID对应的PUF硬件指纹选取字段作为PUF硬 件指纹密钥K'， 调用轻量级解密算法， 解密APOS得到Pos'||Stimu'； 判断Pos'||Stimu'和 Pos||Stimu是否一 致， 如果一致， 则传感器通过认证。 10.根据权利要求9所述的一种适用于无线传感网络低功耗传感器的身份认证系统， 其 特征在于： 所述汇聚节点还 包括： 如果Pos'| |Stimu'和Pos| |Stimu不 一致， 则进行二次认证， 不 通过断开连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115189895 A 3