Page 23 - 网络电信2022年7/8月刊

基于光通信技术的物联网数据加密技术研究
1
陈宏君 ，蒋建军 2
1湖南交通工程学院电气与信息工程学院
2南华大学
摘要: 针对传统物联网数据加密技术中设定的数据加
密方式存在局限性，导致传输后信息丢包率较高且时延较长
的问题，设计了基于光通信技术的物联网数据加密技术。首
先构建物联网的拓扑结构，根据光通信传输特征优化物联网
传输协议，对物联网的数据流匹配域进行更新，根据更新结
果，结合数据密算法完成对网络
中数据的映射加密，实现物联网数据加密。仿真结果表
明，相对于传统数据加密技术，数据加密技术的信息传输后
丢包率在1. 6%以内，数据传输时延在0. 5 s 以内，具有良
好的使用性能。
关键词: 光通信技术; 物联网; 加密技术; 信息安全;
安全传输; 数据传输时延
一.引言
物联网的发展随着庞大物联网数据的产生
数据的传输方面提出了更高的要求 ［2］ 。物联网的快速发展，导
致物联网的应用范围更加广泛，给人们生活带来方便的同时，
也对物联网信息安全提出了新的要求 ［3］ 。物联网的发展一直
面临着严峻的安全威胁和挑战，物联网密文数据访问用户隐私
数据的安全性与数据应用操作效率要求之间的矛盾是其急需应
对的安全问题之一 ［4］ 。针对该问题，已有很多学者做出了相关
研究。赵志远 ［5］ 等提出一种面向物联网数据安全共享的访问结
构隐藏的属性基加密方案，在保证数据隐私的情况下，实现密
文数据的细粒度访问控制。该方案在实现访问结构隐藏时，在
计算效率，存储负担及安全性方面具有优势，在实际应用于物
联网环境时更加高效和安全，但存在延时较长的问题。张樊
提出一种新的可撤销的混合加密控制算法，介绍了对称加密算
法，通过数据特征提取过程，模板生成过程以及密钥生成过程
生成可撤销密匙。该算法效率高，对明文和密钥有较高的敏感
性，但存在存储负担较大的弊端。传统物联网数据加密技术具
有相应的局限性 ［7］ ，在网络传输的时效性、网络资源利用率
以及网络扩展性等方面与日益发展的物联网呈现出不适配的情
况，往往不能达到物联网数据传输的要求 ［8－10］ 。
基于此，设计了基于光通信技术的物联网数据加密技术。
首先采用光通信技术对物联网数据进行采集，并对其特性进行
分析，对物联网的数据流匹配域进行更新，对网络中数据的映
射加密，从而实现物联网数据加密，将使用Mininet仿真网络平
台对设计结果的可靠性与有效性展开验证，以证实此次研究结
果可有效避免传统技术在日常工作中出现的问题。
［1］ ，对物联网在
二、基于光通信技术的物联网数据加密技术
1.设定传输协议
传输协议是光通信技术传输网的设计核心 ［11］ 。光通信技
术是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波属电磁波，频率
比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，光波
具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。在
光通信技术传输网构架中，传输协议主要包含两部分组件，分
别为控制器与转发设备。在此次研究中，主要对设备协议展开
设计，在原有的协议基础上做出相应的改进。添加新协议中字
段匹配域，其中包含以太网、MPLS 和TCP /UDP 等内容 ［12］ ，
［6］ 将匹配域强制协议版本更新为可选定模式，不采用强制的协议
形式，提升数据传输过程中的灵活度。
针对网络中的流表设定新的表达方式，流表是协议的重
要组成部分，针对原有技术的使用过程中出现的问题，对流表
中的优先级问题展开优化设计。在流表项中包含多个指令，指
令中包含一个或多个动作，如某一流表项被选定，则执行其指
令。将流表项内容与计数器一一对应，如流表项更新成功，则
更新相应的计数器，以此提升传输协议的多样性，确保数据传
输的有效性。
2.数据加密设定
根据上述数据传输协议对于数据的相关需求，对网络中的
数据展开加密处理。在此部分中使用AES加密算法完成加密过
程。整体流程如图1所示。
网络电信 二零二二年七，八月 37