AES-CCM*在ZigBee网络中的加密与帧优化

本研究论文探讨了"基于AES算法的ZigBee网络加密方法"这一主题，主要关注高级加密标准（AES）中的AES-CCM*安全模式在ZigBee网络中的应用。ZigBee是一种专为低功耗、低成本的物联网(IoT)设计的无线通信技术，它在安全性上面临着诸如数据窃听、篡改和伪造等挑战。 AES-CCM*是一种轻量级加密模式，继承了AES-CCM的特性，能够提供数据的机密性和完整性保障。研究者将AES-CCM*引入到ZigBee网络中，目的是优化报文服务类型(MSG)的数据帧格式，以此提高网络传输的数据净载荷效率。通过理论分析和仿真结果，证明了这种加密模式在确保信息安全的同时，还能有效降低系统开销、简化加密过程和减少延迟，从而增强网络的整体性能。 ZigBee网络安全面临的主要威胁包括内部攻击，如Sinkhole、Sybil、Wormholes、Flooding和应答欺骗等，以及外部环境导致的设备失效、损坏或被截获等问题。为了应对这些威胁，ZigBee协议栈提供了必要的安全服务，如数据加密、完整性校验和设备认证，其中加密是基础，使用对称密钥确保只有合法用户能访问数据。 在ZigBee网络中，数据加密是通过在发送前使用预共享的对称密钥对数据进行加密，接收方使用相同的密钥进行解密。为了实现这一点，ZigBee依赖于信任中心设备分配和管理的链接密钥和网络密钥。链接密钥用于一对一或多对多通信，而网络密钥则用于广播通信。 这篇论文深入研究了如何利用AES-CCM*加密技术提升ZigBee网络的安全性和效率，对于构建安全、可靠的低功耗无线通信网络具有重要的实践价值。通过优化加密策略和帧格式，研究人员旨在为ZigBee网络提供一个坚实的安全基石，抵御日益增长的网络攻击威胁。