CN117880811A - 基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统，涉及传感器认证传输技术领域，包括身份验证请求模块、认证服务器、信息采集模块、风险评估模块、比对分析模块以及预警模块；身份验证请求模块，将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器。本发明通过对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输的过程进行监测，当系统进行数据传输时的风险隐患较高时，提示系统进行数据传输时存在数据泄露的风险，若继续进行传输，攻击者可能会窃取敏感数据，进而提醒相关人员及时采取措施完善相关安全措施或者停止数据传输，保障数据安全传输。

Description

基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统

技术领域

本发明涉及传感器认证传输技术领域，具体涉及基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统。

背景技术

随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通信。微机电系统和低功耗高集成数字设备的发展，使得低成本、低功耗、小体积的无线传感器节点得以实现。这样的节点配合各类型的传感器，可组成无线传感器网络（WSN）。无线传感网络是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术。传感技术、传感网络已经被认定为最重要的研究之一。此方面的研究由来已久，是计算机应用的扩展，采用了大规模集成电路和嵌入式技术，使用智能微处理器对采集到的信息进行处理和加工，现已广泛应用于工业场景的各个层面当中。在无线传感技术应用如此广泛的今天，在保证无线传感模块性能的同时又能实现其低功耗具有一定的理论和现实意义。

802.1x优势较为明显，是理想的低成本运营解决方案。适用于接入设备与接入端口间点到点的连接方式，实现对局域网用户接入的认证与服务管理，常用于运营管理相对简单，业务复杂度较低的企业以及园区。

综合IEEE802.1x的技术特点，其具有的优势可以总结为以下几点：1.简洁高效：纯以太网技术内核，保持了IP网络无连接特性，不需要进行协议间的多层封装，去除了不必要的开销和冗余；消除网络认证计费瓶颈和单点故障，易于支持多业务和新兴流媒体业务。2.容易实现：可在普通L3、L2、IPDSLAM上实现，网络综合造价成本低，保留了传统AAA认证的网络架构，可以利用现有的RADIUS设备。3.安全可靠：在二层网络上实现用户认证，结合MAC、端口、账户、VLAN和密码等；绑定技术具有很高的安全性，在无线局域网网络环境中802.1x结合EAP-TLS，EAP-TTLS，可以实现对WEP证书密钥的动态分配，克服无线局域网接入中的安全漏洞。4.行业标准：IEEE标准，和以太网标准同源，可以实现和以太网技术的无缝融合，几乎所有的主流数据设备厂商在其设备，包括路由器、交换机和无线AP上都提供对该协议的支持，在客户端方面微软WindowsXP操作系统内置支持，Linux也提供了对该协议的支持。5.应用灵活：可以灵活控制认证的颗粒度，用于对单个用户连接、用户ID或者是对接入设备进行认证，认证的层次可以进行灵活的组合，满足特定的接入技术或者是业务的需要。6.易于运营：控制流和业务流完全分离，易于实现跨平台多业务运营，少量改造传统包月制等单一收费制网络即可升级成运营级网络，而且网络的运营成本也有望降低。

现有技术存在以下不足：

1、现有技术的传感器采集节点通常是通过数据线传输，由于传感器采集节点比较分散，需要长距离传输，传感器为三线制、四线制或者五线制连接到数据采集器，数据采集器通过以太网或者无线4G将数据传输到服务器，通过有线的方式连接将大大的增加施工工作量，增加成本以及由于线束的远距离拉扯造成的故障点增加；

2、现有技术中基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统运行过程中，系统无法对数据传输过程的风险隐患进行智能化评估，当系统进行数据传输时的风险隐患较高但是系统无法智能化感知时，在此期间，攻击者可能会窃取敏感数据，这对于包括个人隐私数据、商业机密以及敏感信息来说是一个重大威胁。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统，将802.1x无线模块与数据采集模块完美集成形成无线传感器，无线传感器可借助公用WiFi网络实现组网，配网成功后，接通电源就可以监测现场数据，无需铺设长距离线缆，同时可降低使用及维护成本，通过对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输的过程进行监测，当系统进行数据传输时的风险隐患较高时，发出预警提示，提示系统进行数据传输时存在数据泄露的风险，若继续进行传输，攻击者可能会窃取敏感数据，进而提醒相关人员及时采取措施完善相关安全措施或者停止数据传输，保障数据安全传输，进而保障个人隐私数据、商业机密以及敏感信息的安全，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统，包括身份验证请求模块、认证服务器、信息采集模块、风险评估模块、比对分析模块以及预警模块；

身份验证请求模块，将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

认证服务器，对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

信息采集模块，获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息处理后传递至风险评估模块；

风险评估模块，将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数，并将风险评估指数传递至比对分析模块；

比对分析模块，将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并将信号传递至预警模块，通过预警模块对高风险信号发出预警提示。

优选的，系统进行数据传输时的认证性能指标信息包括认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数，系统进行数据传输时的无线信号特性信息包括频谱异常活动系数，采集后，信息采集模块将认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数分别标定为和/>，将频谱异常活动系数标定为/>。

优选的，认证失败率异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S101、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证失败率，并将实际认证失败率标定为，y表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证失败率的编号，y=1、2、3、4、……、n，n为正整数；

S102、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率与预先设定的认证失败率参考阈值进行比对，并将大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率重新标定为，/>表示系统进行数据传输时在T时间内获取的大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率的编号，/>，/>为正整数；

S103、计算认证失败率异常隐匿系数，计算的表达式为：，n表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率的总数量。

优选的，认证请求频率波动系数获取的逻辑如下：

S201、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率，并将实际认证请求频率标定为，f表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率的编号，f=1、2、3、4、……、j，j为正整数；

S202、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证请求频率计算认证请求频率标准差和认证请求频率平均值，并将认证请求频率标准差和认证请求频率平均值分别标定为和/>，则：/>，则：/>；

S203、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的认证请求频率标准差和认证请求频率平均值/>计算认证请求频率变异系数，计算的表达式为：/>，式中，/>表示认证请求频率变异系数；

S204、计算认证请求频率波动系数，计算的表达式为：。

优选的，频谱异常活动系数获取的逻辑如下：

S301、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比，并将实际频谱信噪比标定为，x表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比的编号，x=1、2、3、4、……、m，m为正整数；

S302、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比与预先设定的频谱信噪比参考阈值进行比对，并将小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比重新标定为，/>表示系统进行数据传输时在T时间内获取的小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比的编号，/>，/>为正整数；

S302、计算频谱异常活动系数，计算的表达式为：，式中，m表示系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比的总数量，/>表示频谱信噪比参考阈值。

优选的，风险评估模块获取到认证失败率异常隐匿系数、认证请求频率波动系数/>以及频谱异常活动系数/>后，将/>、/>以及/>建立数据分析模型，生成风险评估指数/>，依据的公式为：/>，式中，、/>、/>分别为认证失败率异常隐匿系数/>、认证请求频率波动系数/>、频谱异常活动系数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。

优选的，比对分析模块将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若风险评估指数大于等于风险评估指数参考阈值，则通过比对分析模块生成高风险信号，并将信号传递至预警模块，通过预警模块发出预警提示，提示系统进行数据传输时的风险隐患高；

若风险评估指数小于风险评估指数参考阈值，则通过比对分析模块生成低风险信号，并将信号传递至预警模块，不通过预警模块发出预警提示。

基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，包括以下步骤：

将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

认证服务器对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行处理；

将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数；

将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并对高风险信号发出预警提示。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

本发明中的无线传感器将802.1x无线模块与数据采集模块完美集成，无线传感器可借助公用WiFi网络实现组网，配网成功后，接通电源就可以监测现场数据，并将采集的现场数据实时传输到服务器供以供使用，安装实施便捷，无需铺设长距离线缆，同时可降低使用及维护成本；

本发明通过对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输的过程进行监测，当系统进行数据传输时的风险隐患较高时，发出预警提示，提示系统进行数据传输时存在数据泄露的风险，若继续进行传输，攻击者可能会窃取敏感数据，进而提醒相关人员及时采取措施完善相关安全措施或者停止数据传输，保障数据安全传输，进而保障个人隐私数据、商业机密以及敏感信息的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统的模块示意图。

图2为本发明基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法及系统的方法流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了如图1所示的基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统，包括身份验证请求模块、认证服务器、信息采集模块、风险评估模块、比对分析模块以及预警模块；

身份验证请求模块，将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

无线传感器将802.1x无线模块与数据采集模块完美集成，设备数据通过无线网络传输至服务端，节省布线安装等工程成本，设备采用peap登录认证方式，通过无线接入控制服务器(ac)与管理系统对接，实现设备登录验证，方便设备管理维护，设备具有边缘计算能力，根据配置的业务规则对采集的数据进行运算处理，并可执行相应的业务操作；

产品工作过程或原理：设备安装到位，与终端设备连接完成，开机上电，启动无线热点，用户连接设备热点，登录配置页面，进行初始化配置，包括登录无线网络设备号、密码及其他业务参数，在配置页点击保存后，设备重启，连接无线网络，将采集到的数据根据对应业务进行运算处理，最后通过无线网络将业务数据发送至服务器，设备与服务端可选择http，socket，mqtt等多种通讯协议，通讯报文格式可定义，设备正常运行过程中，定时检测固件版本，实现自动升级，设备通过adc，485等接口与各型传感器连接，获取传感器模拟信号，通过单片微处理器将模拟信号转换成数字信号，再由中央处理单元完成配置的业务规则，之后通过数据交换区将业务数据传递至无线发送模块，无线通讯模块过无线网络将业务数据传送至服务端；

本发明中的无线传感器将802.1x无线模块与数据采集模块完美集成，无线传感器可借助公用WiFi网络实现组网，配网成功后，接通电源就可以监测现场数据，并将采集的现场数据实时传输到服务器供以供使用，安装实施便捷，无需铺设长距离线缆，同时可降低使用及维护成本；

认证服务器，对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

该认证服务器为802.1x认证服务器，可以位于本地或远程位置，这个服务器通常运行一种认证协议，认证服务器会验证无线传感器节点的身份，通常通过用户名和密码、数字证书或其他安全凭据来完成，这确保了只有经过身份验证的设备可以连接到网络，一旦身份验证成功，认证服务器会通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，此时，接入点会将无线传感器节点添加到网络中的访问控制列表中，以确保只有经过验证的设备可以发送和接收数据，一旦连接建立，无线传感器节点可以开始在网络上传输数据，这些数据可以是传感器测量值、监测数据等；

信息采集模块，获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息处理后传递至风险评估模块；

系统进行数据传输时的认证性能指标信息包括认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数，采集后，信息采集模块将认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数分别标定为和/>；

基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统中，“认证失败率”是指在认证过程中发生失败的次数与总的认证尝试次数之比，表示系统中认证失败的频率或比率，在短时间内认证失败率升高可能表明系统存在潜在的安全隐患，尤其是在802.1x协议的无线传感器认证传输系统中，虽然认证失败本身不一定导致数据泄露，但可能是潜在攻击或安全漏洞的迹象，可以引发以下安全隐患：

恶意入侵尝试：突然的认证失败率上升可能是由于攻击者尝试入侵系统，攻击者可能会使用各种攻击方法，如暴力破解、字典攻击或钓鱼攻击，以获取合法用户的凭证，一旦攻击者成功认证，攻击者可能能够访问系统并窃取敏感数据；

拒绝服务攻击：攻击者可能试图通过大量的认证请求使系统不可用，这被称为拒绝服务（DoS）攻击，这种攻击可能导致合法用户无法正常认证和访问系统，从而破坏系统的可用性；

中间人攻击：认证失败可能是中间人攻击的结果，攻击者试图在合法用户和认证服务器之间插入自己，从而截取或篡改传输的数据，这可能导致数据泄露或被篡改，危害数据的完整性和机密性；

恶意账户锁定：攻击者可能尝试多次错误的认证，导致合法用户的帐户被锁定或暂时禁用，这可能会导致合法用户无法访问系统，从而影响业务连续性；

因此，对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时的认证失败率情况进行监测，可及时发现系统认证失败率可能导致系统进行数据传输时存在风险隐患的情况；

认证失败率异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S101、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段（时段内的时长可以取全部相等，也可以取全部不相等，也可以取两者的交叉形式，时段内的时长在此不做具体的限定）的实际认证失败率，并将实际认证失败率标定为，y表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证失败率的编号，y=1、2、3、4、……、n，n为正整数；

需要说明的是，无线传感器认证传输系统会生成日志文件，其中包含有关认证事件的详细信息，包括成功和失败的认证尝试，可以定期监视这些日志文件，并使用日志分析工具来计算和跟踪认证失败率；

S102、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率与预先设定的认证失败率参考阈值进行比对，并将大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率重新标定为，/>表示系统进行数据传输时在T时间内获取的大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率的编号，/>，/>为正整数；

S103、计算认证失败率异常隐匿系数，计算的表达式为：，n表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率的总数量；

由频谱异常活动系数的计算表达式可知，基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内生成的频谱异常活动系数的表现值越大，表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越大，反之表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越小；

在基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统中，“认证请求频率”指的是一定时间内发起的认证请求的数量，具体来说，认证请求频率表示了用户或设备尝试进行认证的次数，认证请求频率是衡量系统认证活动的一个重要指标，反映了系统中认证的需求和负载，802.1x协议的无线传感器认证传输系统中，在短时间内认证请求频率波动较大可能表明系统在数据传输过程中存在潜在的被攻击者窃取数据的安全隐患，这是因为频繁的认证请求和认证失败可能暗示了系统遭受到恶意攻击或未经授权的访问企图，以下是详细阐述从数据传输过程中可能出现被攻击者窃取数据的方面：

暴力破解攻击：如果认证请求频率波动是由于恶意攻击者尝试暴力破解或字典攻击认证凭据而引起的，那么系统的安全性可能受到威胁，攻击者可能会不断尝试不同的用户名和密码组合，以获取合法用户的凭据，进而访问网络并窃取数据；

重放攻击：攻击者可能截获合法用户的认证流量并尝试将其重播到认证服务器，以获得未经授权的访问，频繁的认证请求波动可能是重放攻击的迹象，这可能导致数据泄漏风险增加；

恶意设备连接：频繁的认证请求可能是恶意设备尝试连接到网络的迹象，这些设备可能不受信任且具有恶意目的，这些设备可能试图窃取数据或进行其他恶意行为；

配置问题：认证请求频率波动也可能由于网络配置问题而引起，但这仍然可能导致安全风险，例如，错误的配置可能导致认证系统容易受到攻击，从而增加了数据泄漏的风险；

因此，对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时的认证请求频率情况进行监测，可及时发现系统认证请求频率异常波动可能导致系统进行数据传输时存在风险隐患的情况；

认证请求频率波动系数获取的逻辑如下：

S201、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段（时段内的时间取相等）的实际认证请求频率，并将实际认证请求频率标定为，f表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率的编号，f=1、2、3、4、……、j，j为正整数；

需要说明的是，认证服务器通常会记录每个认证请求的详细信息，包括时间戳，通过分析认证服务器的日志文件，可以计算在不同时段内发起的认证请求的数量这可以通过日志分析工具或自定义脚本来实现；

S202、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证请求频率计算认证请求频率标准差和认证请求频率平均值，并将认证请求频率标准差和认证请求频率平均值分别标定为和/>，则：/>，则：/>；

S203、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的认证请求频率标准差和认证请求频率平均值/>计算认证请求频率变异系数，计算的表达式为：/>，式中，/>表示认证请求频率变异系数；

由认证请求频率变异系数可知，系统进行数据传输时在T时间内生成的认证请求频率变异系数的表现值越大，表明系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率的波动越大，反之则表明系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率的波动越小；

S204、计算认证请求频率波动系数，计算的表达式为：；

由认证请求频率波动系数的计算表达式可知，基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内生成的认证请求频率波动系数的表现值越大，表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越大，反之表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越小；

系统进行数据传输时的无线信号特性信息包括频谱异常活动系数，采集后，信息采集模块将频谱异常活动系数标定为；

在基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统中，“频谱”是指可用的无线电频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位来表示，频谱用于传输和接收无线信号，在802.1x认证传输系统中，频谱被用于传输认证和数据流量，认证通常在特定频率范围内进行，以便设备可以与网络进行身份验证和建立安全连接，一旦认证成功，数据传输也会使用相同或不同的频率范围，以确保数据的安全性和可靠性；

基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时的频谱信噪比下降表明系统在数据传输过程中存在较高的安全隐患，尤其是在无线网络环境下，以下是详细阐述：

降低的数据完整性：信噪比的下降会导致数据传输质量下降，可能会引发传输错误，攻击者可以利用这些传输错误来捕获、篡改或干扰传输的数据包，这可能导致数据的不完整或被篡改，从而危害数据的完整性；

窃听和嗅探攻击：降低的信噪比意味着信号强度下降，这使得攻击者可以更容易地进行无线信号窃听和嗅探攻击，攻击者可以尝试截获传输的数据包，分析其中的敏感信息，例如登录凭证、个人数据或商业机密；

中间人攻击：降低的信噪比可能使中间人攻击更容易实施，攻击者可以伪装成合法的传感器设备或网络接入点，拦截数据传输并在中途篡改或截取数据，这可能导致数据泄露或数据传输受到干扰；

恶意干扰：信噪比下降也增加了恶意干扰的风险，攻击者可以故意干扰传感器设备之间的通信，导致数据丢失或传输错误，这可能会中断正常的数据传输流量；

数据泄露风险：降低的信噪比可能会导致数据传输范围减小，使得数据信号更容易被攻击者捕获，这可能使数据泄露的风险增加，尤其是在开放的无线网络环境中；

因此，对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时的频谱情况进行监测，可及时发现系统频谱信噪比降低可能导致系统进行数据传输时存在风险隐患的情况；

频谱异常活动系数获取的逻辑如下：

S301、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比，并将实际频谱信噪比标定为，x表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比的编号，x=1、2、3、4、……、m，m为正整数；

需要说明的是，专业的频谱分析仪可以实时监测和记录频谱中的信号强度和噪声水平，这些仪器可以提供详细的频谱分析数据，包括实际的SNR值；

S302、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比与预先设定的频谱信噪比参考阈值进行比对，并将小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比重新标定为，/>表示系统进行数据传输时在T时间内获取的小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比的编号，/>，/>为正整数；

需要说明的是，频谱信噪比参考阈值的设置需要考虑您的应用对信号质量的要求，不同的应用可能对信号质量有不同的要求，例如，高清视频流需要更高的SNR，而低数据速率的传感器数据传输可能对SNR要求较低，因此，频谱信噪比参考阈值在此不做具体的限定，可根据实际需求进行调整；

S302、计算频谱异常活动系数，计算的表达式为：，式中，m表示系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比的总数量，/>表示频谱信噪比参考阈值；

由频谱异常活动系数的计算表达式可知，基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内生成的频谱异常活动系数的表现值越大，表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越大，反之表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越小；

风险评估模块，将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数，并将风险评估指数传递至比对分析模块；

风险评估模块获取到认证失败率异常隐匿系数、认证请求频率波动系数以及频谱异常活动系数/>后，将/>、/>以及/>建立数据分析模型，生成风险评估指数/>，依据的公式为：/>，式中，、/>、/>分别为认证失败率异常隐匿系数/>、认证请求频率波动系数/>、频谱异常活动系数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0；

由计算公式可知，基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内生成的认证失败率异常隐匿系数越大、认证请求频率波动系数越大、频谱异常活动系数越大，即基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内生成的风险评估指数的表现值越大，表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越大，反之表明系统进行数据传输时存在数据泄露的风险越小；

需要说明的是，上述T时间的选取为一个时间较为短暂的时间段，时间段内的时间在此不做具体的限定，可根据实际情况进行设定，其目的是监测基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内的情况，从而通过此方式对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在不同时段（T时间内）内的运行状态情况进行实时监测；

比对分析模块，将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并将信号传递至预警模块，通过预警模块对高风险信号发出预警提示；

比对分析模块将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若风险评估指数大于等于风险评估指数参考阈值，则通过比对分析模块生成高风险信号，并将信号传递至预警模块，通过预警模块发出预警提示，提示系统进行数据传输时的风险隐患高，若继续进行传输，攻击者可能会窃取敏感数据；

若风险评估指数小于风险评估指数参考阈值，则通过比对分析模块生成低风险信号，并将信号传递至预警模块，不通过预警模块发出预警提示；

本发明通过对基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输的过程进行监测，当系统进行数据传输时的风险隐患较高时，发出预警提示，提示系统进行数据传输时存在数据泄露的风险，若继续进行传输，攻击者可能会窃取敏感数据，进而提醒相关人员及时采取措施完善相关安全措施或者停止数据传输，保障数据安全传输，进而保障个人隐私数据、商业机密以及敏感信息的安全。

本发明提供了如图2所示的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，包括以下步骤：

将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

认证服务器对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行处理；

将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数；

将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并对高风险信号发出预警提示；

本发明实施例提供的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，通过上述基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统来实现，基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法的具体方法和流程详见上述基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统的实施例，此处不再赘述。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

认证服务器对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行处理；

将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数；

将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并对高风险信号发出预警提示。

2.根据权利要求1所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，系统进行数据传输时的认证性能指标信息包括认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数，系统进行数据传输时的无线信号特性信息包括频谱异常活动系数，采集后，将认证失败率异常隐匿系数和认证请求频率波动系数分别标定为SBLτ和QQPτ，将频谱异常活动系数标定为PPμ。

3.根据权利要求2所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，认证失败率异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S101、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证失败率，并将实际认证失败率标定为SBLτ_y，y表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证失败率的编号，y＝1、2、3、4、……、n，n为正整数；

S102、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率与预先设定的认证失败率参考阈值进行比对，并将大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率重新标定为SBLτ_y′，y′表示系统进行数据传输时在T时间内获取的大于认证失败率参考阈值的实际认证失败率的编号，y′＝1、2、3、4、......、n′，n′为正整数；

S103、计算认证失败率异常隐匿系数，计算的表达式为： n表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证失败率的总数量。

4.根据权利要求3所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，认证请求频率波动系数获取的逻辑如下：

S201、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率，并将实际认证请求频率标定为QQPτ_f，f表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时段的实际认证请求频率的编号，f＝1、2、3、4、……、j，j为正整数；

S202、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的实际认证请求频率计算认证请求频率标准差和认证请求频率平均值，并将认证请求频率标准差和认证请求频率平均值分别标定为τ₁和τ₂，则：则：/>

S203、通过系统进行数据传输时在T时间内获取的认证请求频率标准差τ₁和认证请求频率平均值τ₂计算认证请求频率变异系数，计算的表达式为：τ′＝τ₁/τ₂，式中，τ′表示认证请求频率变异系数；

S204、计算认证请求频率波动系数，计算的表达式为：QQPτ＝τ′*3^τ+1。

5.根据权利要求4所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，频谱异常活动系数获取的逻辑如下：

S301、获取基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比，并将实际频谱信噪比标定为PPμ_x，x表示基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统进行数据传输时在T时间内不同时刻的实际频谱信噪比的编号，x＝1、2、3、4、……、m，m为正整数；

S302、将系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比与预先设定的频谱信噪比参考阈值进行比对，并将小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比重新标定为PPμ_x′，x′表示系统进行数据传输时在T时间内获取的小于频谱信噪比参考阈值的实际频谱信噪比的编号，x′＝1、2、3、4、......、m′，m′为正整数；

S302、计算频谱异常活动系数，计算的表达式为： 式中，m表示系统进行数据传输时在T时间内获取的实际频谱信噪比的总数量，PPμ_参考表示频谱信噪比参考阈值。

6.根据权利要求5所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，获取到认证失败率异常隐匿系数SBLτ、认证请求频率波动系数QQPτ以及频谱异常活动系数PPμ后，将SBLτ、QQPτ以及PPμ建立数据分析模型，生成风险评估指数FX^ε，依据的公式为： 式中，r1、r2、r3分别为认证失败率异常隐匿系数SBLτ、认证请求频率波动系数QQPτ、频谱异常活动系数PPμ的预设比例系数，且r1、r2、r3均大于0。

7.根据权利要求6所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若风险评估指数大于等于风险评估指数参考阈值，则生成高风险信号，并对高风险信号发出预警提示，提示系统进行数据传输时的风险隐患高；

若风险评估指数小于风险评估指数参考阈值，则生成低风险信号，不发出预警提示。

8.基于802.1x协议的无线传感器认证传输系统，用于实现上述权利要求1-7中任意一项所述的基于802.1x协议的无线传感器认证传输方法，其特征在于，包括身份验证请求模块、认证服务器、信息采集模块、风险评估模块、比对分析模块以及预警模块；

身份验证请求模块，将无线传感器集成802.1x无线模块，并将无线无线传感器节点尝试连接网络时发送的身份验证请求传入到认证服务器；

认证服务器，对认证请求进行认证，一旦身份验证成功，通过认证服务器通知网络接入点，允许无线传感器节点连接到网络，进行数据传输；

信息采集模块，获取系统进行数据传输时的多项数据信息，包括认证性能指标信息和无线信号特性信息，采集后，将系统进行数据传输时的认证性能指标信息和无线信号特性信息处理后传递至风险评估模块；

风险评估模块，将系统进行数据传输时经过处理后的认证性能指标信息和无线信号特性信息进行综合分析，生成风险评估指数，并将风险评估指数传递至比对分析模块；

比对分析模块，将系统进行数据传输时生成的风险评估指数与预先设定的风险评估指数参考阈值进行比对分析，生成高风险信号或者低风险信号，并将信号传递至预警模块，通过预警模块对高风险信号发出预警提示。