智能家居在物联网环境中有着广泛的应用,通过各种智能终端收集和传输的数据也呈爆发式增长,因此,智能家居环境下的数据安全传输需求日益凸显。由于智能家居环境普遍存在身份伪装、数据篡改、重放攻击、中间人攻击等安全问题,而传统的数据安全传输协议并不适用于智能家居环境下资源受限的终端设备。为此,论文重点研究了智能家居环境下轻量级密钥协商机制和数据传输方案,以寻求适用于智能家居环境下的安全传输解决方案。具体而言,论文主要完成了以下工作:1.智能家居环境下设备资源普遍受限、身份认证机制较弱,且密钥协商通常采用证书签名而导致计算开销高、密钥协商安全性低。针对上述问题,提出了一种基于ECDH的轻量级密钥协商方案。该方案采用哈希认证码的方式实现传感器端的身份认证,并基于ECDH算法和中国剩余定理,设计了高效安全的密钥协商机制。从理论上分析该方案的计算开销、内存开销和通信性能,同时,也给出该方案与其他不同方案的实验对比。理论和实验结果均证明该方案是一个轻量级的且适用于智能家居环境的密钥协商方案,可以实现抗重放攻击、抗中间人攻击等。2.针对智能家居环境下的安全传输使用过多哈希函数、签名证书算法造成的计算开销过高等问题,提出了一种基于混沌Logistic和RC4流密码的轻量级数据安全传输方案。该方案构建了基于混沌Logistic算法和RC4流密码算法的加解密模块,通过设计密钥同步机制,实现了轻量级一次一密的加密机制,增加了数据加密解密的稳定性。此外,不仅理论上分析了方案计算开销、内存开销和数据传输开销,还给出了与其他方案在通信开销方面的实验比较。理论和实验结果表明,该方案可以抵抗数据泄露、数据修改、中间人攻击和重放攻击等,同时,保证了数据的完整性和前向安全性,适用于智能家居环境下轻量级的数据安全传输。综上所述,论文提出了基于ECDH的轻量级密钥协商方案与基于混沌Logistic和RC4流密码的轻量级数据安全传输方案,方案数据交互次数少,具有较小的计算开销,能够抵抗身份伪装、中间人攻击、重放攻击等攻击问题,并实现数据的安全传输,具有较好的理论及实用意义。