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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是新兴的下一代传感器网络。具有自组织性、动态性、可靠性和以数据为中心等特点,可以广泛应用于人员不易到达的地方,在复杂的环境中部署大规模的网络,进行实时数据采集和处理,在国防、军事、大气、土壤、农业、工业等各个领域都具有很高的应用价值。
伴随着无线传感器网络在各个领域的应用推广,其应用价值快速提升,同时,针对无线传感器网络的干扰、攻击手段也越来越多,越来越复杂。面对层出不穷、不断变化的攻击手段,无线传感器网络应该引入必要的安全机制,使网络有抗干扰、抵抗攻击、识别攻击、消灭入侵者的能力。从无线传感器网络自身安全问题特点出发,结合密码技术、密钥分配和管理、安全路由、数据安全聚合等热点安全技术,提出适用于某一网络的安全策略。密码技术是安全策略不可或缺的一部分。
基于SOPC的无线传感器网络节点开发策略,可以快速实现各种节点功能,使产品尽快走上市场。FPGA中的剩余逻辑资源可以实现高效的加密算法,是安全策略的重要组成部分。FPGA的先进工艺和大量逻辑资源,还有利于节点的低电压、低功耗设计,小型化设计,一体化设计,也是作为IC流片前的有效验证手段。本文基于Altera FPGA的SOPC提出了以嵌入式软核NiosII为中心的节点设计方案,分析了优劣。在FPGA上实现了RC5密码算法,并采用ModelSim软件进行了加密、解密验证。对RC5密码算法的性能和逻辑资源占用情况进行了评估,对优化实现提出了意见。