互連設備之間的通信是現(xiàn)代信息時代的奠基石。在每天無數(shù)情形中，設備彼此通信以中繼信息。往往，信息具有敏感性質(zhì)并且可以由各種加密技術保護并經(jīng)由加密的或可信的信道發(fā)送。雖然目前的機制在許多情形中可以提供足夠的安全級別，但是所使用的技術經(jīng)常是復雜的且要求使用特定的硬件、密鑰等等。另外，這種機制可能受到攻擊，尤其在通過未加密的或不可信的信道發(fā)送通信的情況下。

附圖說明

圖1是框圖，展示了根據(jù)一些實施例的網(wǎng)絡。

圖2是根據(jù)實施例的節(jié)點的框圖。

圖3是根據(jù)實施例的混沌系統(tǒng)的圖解。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的消息處理方法的流程圖。

圖6示出了根據(jù)實施例的節(jié)點同步的仿真結(jié)果。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)安排的框圖。

圖8是根據(jù)一個實施例的處理器核的框圖。

具體實施方式

在各實施例中，動態(tài)設備網(wǎng)絡可以執(zhí)行全分布式的基于時間的同步。以此方式，系統(tǒng)集合(其可以包括但不限于計算機系統(tǒng)、機器人、傳感器、或其他設備、以及這類設備的任意組合，在此被稱為“節(jié)點”)可以以全分布式方式實現(xiàn)定時同步，與主/從安排形成對照。然后可以基于此同步經(jīng)由開放式(未加密的、不可信的)信道在節(jié)點之間發(fā)送安全的、加密的消息。在實施例中，混沌系統(tǒng)可以用作用于進行同步的模型。

為此，每個節(jié)點都實現(xiàn)了充當邏輯時鐘的振蕩器的內(nèi)部模型。節(jié)點與其最近鄰居交換邏輯時鐘狀態(tài)信息，這允許它們：標識其他節(jié)點以便共享并且正確地實現(xiàn)相同的邏輯時鐘模型；并且對準其內(nèi)部時鐘模型并由此會聚至公共時間基準。

實施例可以使用混沌系統(tǒng)的狀態(tài)來對消息進行解密或調(diào)制以使消息能夠通過開放信道被安全地傳達。在各實施例中，每個節(jié)點(其中每一個都可以包括發(fā)射器和接收器兩者)對同一混沌系統(tǒng)進行綜合，并且此外每個接收器可以實現(xiàn)用于恢復系統(tǒng)狀態(tài)并實現(xiàn)同步的觀察器。

實施例因此提供了用于跨多個節(jié)點執(zhí)行混沌通信和時間同步的技術。以此方式，任意數(shù)量的節(jié)點可以在網(wǎng)絡中安全地同步以使能夠傳達敏感信息。但是，本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面，實施例可以用在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用中，在物聯(lián)網(wǎng)應用中，多個設備可以彼此動態(tài)地且靈活地進行通信。出于示例但非限制性目的，動態(tài)節(jié)點網(wǎng)絡可以包括傳感器網(wǎng)絡、對等無線網(wǎng)絡以及普適計算網(wǎng)絡以及其他。一個具體的示例是醫(yī)療系統(tǒng)，在所述醫(yī)療系統(tǒng)中，例如在體域網(wǎng)(BAN)中的各傳感器收集并傳輸關于個人的隱私且敏感的信息。

使用在此描述的實施例，BAN或其他動態(tài)網(wǎng)絡中的傳感器可以將數(shù)據(jù)或有效負荷信息安全地傳輸至系統(tǒng)中的其他節(jié)點，或者用于本地消費或者用于存儲并中繼至外部服務器。在這最后一種情況下，有待中繼至BAN外部的數(shù)據(jù)可以使用另一種算法加密。

如在此使用的，術語“有效負荷”表示有待在網(wǎng)絡中的節(jié)點之間安全傳達的敏感信息。每個節(jié)點都實現(xiàn)了混沌系統(tǒng)的內(nèi)部模型。為了簡潔，混沌系統(tǒng)的全狀態(tài)可以僅被稱為實現(xiàn)模型的特定節(jié)點的狀態(tài)。出于同步的目的，僅與其他節(jié)點共享一部分狀態(tài)(稱為相位)。狀態(tài)信息還可以由節(jié)點用來對其有效負荷進行編碼。在某些實施例中，消息分組可以是由相位信息和經(jīng)編碼的有效負荷信息形成的并且使用任何給定的通信協(xié)議被傳輸至一個或多個鄰居節(jié)點。在某些情況中，無線通信可以根據(jù)給定的電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11協(xié)議(如根據(jù)(IEEE標準2009.5307322于2009年10月公布的)IEEE 802.11n規(guī)范等)使用如ZigBee^TM、藍牙^TM或WiFi^TM的協(xié)議而發(fā)生。

節(jié)點可以與其他節(jié)點(例如，最近節(jié)點)本地交換相位信息以實現(xiàn)一致類型的同步算法。同步確保所有節(jié)點具有相同的狀態(tài)信息，因此它們可以對來自其他節(jié)點的有效負荷進行解碼，或者用于本地消費或者用于中繼?，F(xiàn)在參照圖1，示出的是框圖，展示了具有一組節(jié)點的網(wǎng)絡100，根據(jù)一些實施例，所述節(jié)點根據(jù)基于混沌系統(tǒng)的同步尋求與彼此傳達敏感消息。在各實施例中，組中的一個或多個節(jié)點與組中所有其他節(jié)點進行直接通信。在各實施例中，一個或多個節(jié)點僅與組中的其他節(jié)點的子集進行直接通信。在一些實施例中，節(jié)點110、120、130、140和150可以被配置為體域網(wǎng)中的傳感器，各自用于執(zhí)行各種感測或監(jiān)視器任務，并且出于安全數(shù)據(jù)通信的目的可以通過開放信道與彼此進行通信。為此，至少部分節(jié)點可以與網(wǎng)絡中的其他節(jié)點基本上時間同步。因此，盡管其他示例是可能的，一些實施例可以用于保護BAN中的隱私個人信息以及環(huán)境智能系統(tǒng)的上下文信息。

在一些實施例中，每個節(jié)點被配置成用于嘗試通過來往于其他節(jié)點的至少一個子集周期性地發(fā)射和接收時間相關的信息而維持與其他節(jié)點的基本時間同步。應注意的是，時間同步還可以在節(jié)點的子組內(nèi)完成。

在一些實施例中，每個節(jié)點被配置成用于本地實現(xiàn)根據(jù)混沌系統(tǒng)的離散邏輯振蕩器以便建立針對那個節(jié)點的時間值。可以使用各種類型的振蕩器，包括被實現(xiàn)具有一個、兩個或更多個狀態(tài)變量的離散化振蕩器。

現(xiàn)在參照圖2，示出的是根據(jù)實施例的節(jié)點的框圖。理解的是，在圖2中示出的節(jié)點的一部分是關于基于混沌的同步以及消息的接收和處理。然而，理解的是，附加的邏輯和結(jié)構可以存在于給定的節(jié)點內(nèi)。此外，理解的是，雖然圖2中示出的邏輯可以跨廣泛的節(jié)點是可應用的，所述節(jié)點中的部分或全部可以是不同類的，因為節(jié)點的其他邏輯和電路可能不同。

如圖2中所見，節(jié)點200(在此被稱為本地節(jié)點)包括同步邏輯220，所述同步邏輯可以用于執(zhí)行基于混沌的同步。為此，同步邏輯220被配置成用于接收從鄰居節(jié)點接收的傳入消息210a的同步部分。注意到，傳入消息210a可以是經(jīng)由開放式(未加密的)信道被接收的并且可以包括同步部分y_i以及可能被加密的消息部分兩者。在實施例中，同步部分y_i可以構成從鄰居節(jié)點接收的混沌系統(tǒng)的相位，因此反映每鄰居節(jié)點混沌系統(tǒng)的狀態(tài)。使用同步部分y_i，同步邏輯220可以生成混沌系統(tǒng)的完整狀態(tài)，在此由狀態(tài)變量x1、x2和x3表示。然而，應理解的是，在具體實現(xiàn)方式中，可以根據(jù)在具體實現(xiàn)方式中使用的混沌系統(tǒng)的類型輸出附加的或不同的變量。

仍參照圖2，混沌系統(tǒng)根據(jù)本地節(jié)點的狀態(tài)被提供至線性組合邏輯230和函數(shù)引擎240。在組合邏輯230中，可以生成混沌系統(tǒng)(y)的狀態(tài)的線性組合。更確切地，此線性組合對應于每本地節(jié)點混沌系統(tǒng)的相位并且可以被提供作為傳出消息260b的同步部分。注意，在不同的實現(xiàn)方式中，可以生成混沌系統(tǒng)的不同類型的線性組合。例如，在一個實施例中，單個狀態(tài)變量(例如，x1、x2或x3中的僅一個)可以構成線性組合，而在另一種情況中，狀態(tài)變量2或3的線性組合可以構成線性組合。

如所討論的，混沌系統(tǒng)狀態(tài)進一步被提供至函數(shù)引擎240，所述函數(shù)引擎可以被配置成各種硬件、軟件、關鍵和/或其組合以使用用于生成加密消息的狀態(tài)變量對有待加密的消息(即，消息260a(包括消息內(nèi)容m))執(zhí)行非線性函數(shù)(通常g(x1，x2，x3))。以下提供使用函數(shù)引擎240執(zhí)行的非線性函數(shù)的幾個代表性示例。

仍參照圖2，混沌系統(tǒng)的狀態(tài)進一步被提供至反函數(shù)引擎250。反函數(shù)引擎250進一步接收傳入消息210a的消息部分在各實施例中，此消息部分可能已經(jīng)由鄰居節(jié)點加密。使用反函數(shù)引擎250，可以基于逆非線性函數(shù)(其可以是由函數(shù)引擎240使用的函數(shù)的逆函數(shù)，通常為g^-1(x1，x2，x3))對此消息部分進行解密。因此，函數(shù)引擎250輸出對應于傳入消息210a的加密消息部分的解密消息210b。

此解密消息210b可以被提供至消費邏輯270。但是，本發(fā)明的范圍并不局限于此方面，在實施例中，這個消費邏輯可以是處理器核或其他處理邏輯的全部或一部分。注意，這個消費邏輯270還可以生成消息260a以由函數(shù)引擎240加密。最終，如圖2中所見，所產(chǎn)生的輸出消息260b是由同步部分和加密消息部分形成的，并且可以例如經(jīng)由另一個開放信道輸出至相同的或不同的鄰居節(jié)點。應理解的是，雖然在圖2的實施例中示出此具體的實現(xiàn)方式，但是許多變化和替代方案是可能的。

與其他基于同步的系統(tǒng)形成對比，不需要傳達單獨的同步消息、外部信息或密鑰操作。也就是說，在針對無線安全網(wǎng)絡的常規(guī)安全時間同步協(xié)議中，單獨的同步消息被發(fā)送，并且其利用參考點、全球定位系統(tǒng)(GPS)以及基于靜態(tài)成對密鑰的密碼機制。在一些情況中，通過檢查可能被攻擊者使用的每條路徑來實現(xiàn)安全的全局同步并且然后去除在其上檢測到違規(guī)行為的任何鏈路。替代性地，假定大多數(shù)節(jié)點是可信的，為了同步一個節(jié)點，來自不同鄰居的多個同步報文可以用于以高通信開銷為代價檢測異常節(jié)點。在基于認證的方法中，另一方面，接收器通過認證確保同步報文是來自可信源并且在傳輸過程中不被敵人改變。因為節(jié)點可能遭受直接攻擊的危害，所以大多數(shù)基于認證的時間同步協(xié)議關注于安全成對同步，其中，共享的成對密鑰用于認證同步報文。除了高通信開銷之外，每個節(jié)點存儲其他節(jié)點的所有成對密鑰。

實施例可以提供針對網(wǎng)絡上的公共攻擊模式的增強的安全性，包括Sybil攻擊、消息篡改攻擊以及非法數(shù)據(jù)攻擊。實施例還可以提供用于防止Sybil攻擊并解散偽裝敵方實體的驗證技術。又進一步地，可以提供用于檢測假同步消息并防備重放攻擊和延遲攻擊的機制。此外，實施例通過動態(tài)地對經(jīng)由無線通信傳輸?shù)男畔⑦M行編碼而增強針對非法數(shù)據(jù)訪問(例如，竊聽)的安全性。由此，在不增加延遲并且不需要預先存儲密鑰的情況中，可以在動態(tài)網(wǎng)絡中安全地廣播同步消息。

在以下討論中，廣義Lorenz系統(tǒng)(GLS)被提供作為混沌系統(tǒng)的示例；然而，理解的是，在其他示例中，可以使用各種其他混沌系統(tǒng)。為了簡潔，混沌系統(tǒng)的連續(xù)時間版本被呈現(xiàn)；應理解的是，歐拉離散化可以類似地被使用。在表1和圖3中示出了廣義Lorenz系統(tǒng)及其混沌行為。

如表1中所示，一組方程以其規(guī)范形式示出了表示廣義Lorenz系統(tǒng)，其中，z1、z2和z3是狀態(tài)變量，λ1、λ2、λ3和τ分別是滿足-λ2＞λ1＞-λ3＞0且τ∈(-1，∞)的參數(shù)。通過選擇不同的參數(shù)組合，獲得不同的混沌特性，如圖3中示出的一個特性。

表1

廣義Lorenz系統(tǒng)(GLS)：廣義Lorenz規(guī)范形式

實施例因此可以通過利用混沌系統(tǒng)的特性執(zhí)行動態(tài)且實時的加密。即，這種系統(tǒng)難以預測、難以標識且看似隨機。在GLS的情況中，每個節(jié)點傳輸由狀態(tài)的線性組合形成的消息的同步部分。在一個這種實施例中，此同步部分或相位對應于(z1-z2)個變量的線性組合。然而，注意的是，出于加密/解密的目的，使用混沌系統(tǒng)的完整狀態(tài)(z1，z2，z3)。由此，僅具有擁有相同參數(shù)的相同混沌系統(tǒng)的節(jié)點能夠同步并恢復原始消息，與基于主從配置的混沌同步方案形成對比。

在其他情況中，連續(xù)時間GLS特性同步算法可以如表2中所見被使用。在表2中，變量e是局部相位與其鄰居相位的平均值之間的誤差，λ1、λ2、λ3和τ是系統(tǒng)參數(shù)，η1、η2、η3和z1、z2、z3是分別采用觀察器形式和采用規(guī)范形式的振蕩器狀態(tài)。l1、l2和ρ是有待設計的同步增益，其中，后者可以針對更快的同步增加。變量η1＝z1-z2是被廣播的變量。

表2

連續(xù)時間GLS同步算法

連續(xù)時間GLS同步算法

令為具有n個鄰居的節(jié)點的第i個鄰居的變量η_i

在其他情況中，離散時間GLS算法可以如表3中所示被使用。此算法是通過對表2中的算法使用歐拉離散化(即，通過使用以下置換)獲得的，其中，η_i，新是更新的狀態(tài)，η_i是狀態(tài)的前一個值，并且TS是更新之間的時間。在算法的每次更新之后，η_i被設置等于η_i，新。

表3

離散時間GLS同步算法實現(xiàn)方式

離散時間GLS同步算法實現(xiàn)方式

令為變量η_i，然后當從第i個鄰居接收到同步消息時，

如下更新GLS的狀態(tài)。

更確切地，實施例可以提供用于在動態(tài)網(wǎng)絡內(nèi)安全傳輸信息的兩步式算法。首先，使用代表性同步算法對節(jié)點進行同步，更具體地，如表2的連續(xù)時間GLS混沌同步算法或表3的離散時間GLS混沌同步算法。當然，理解的是，可以使用其他混沌系統(tǒng)。例如，當系統(tǒng)在關鍵系統(tǒng)參數(shù)的整個范圍之上是混沌時，聯(lián)合混沌系統(tǒng)可以用于安全通信。其次，從混沌系統(tǒng)其自己的實現(xiàn)方式使用本地節(jié)點的狀態(tài)對消息進行加密和解密。更確切地，使用混沌狀態(tài)，非線性函數(shù)可以用于對消息進行編碼，并且相應的逆非線性函數(shù)可以用于對消息進行解碼。所述消息可以被恢復，因為網(wǎng)絡的所有節(jié)點中的混沌狀態(tài)在同步之后至少基本上一致。在一些情況中，節(jié)點可以實現(xiàn)一種用于檢測惡意鄰居的算法，以防止惡意節(jié)點對網(wǎng)絡進行去同步。并且，為了增加通信的安全性，可以例如通過根據(jù)提前已知的某規(guī)則在不同參數(shù)之間進行切換而改變系統(tǒng)參數(shù)?？梢允褂脙煞N方法，第一種方法是使用網(wǎng)絡來獲得新的參數(shù)。即，一旦建立安全通信，就可以使用一致算法來同意沿著所述一組節(jié)點的新的系統(tǒng)參數(shù)。第二種方法是每當?shù)竭_相位空間中的某區(qū)域就切換至新的參數(shù)，其中，所述每個區(qū)域的新參數(shù)被設置為先驗數(shù)。

現(xiàn)在參考圖4，所示是根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。如圖4中所示，方法300可以是由網(wǎng)絡的各節(jié)點以分布式方式實現(xiàn)的同步方法，用于執(zhí)行網(wǎng)絡的分布式(非主/從)基于混沌的同步、用于使安全通信能夠使用此同步混沌系統(tǒng)發(fā)生。如所見，方法300可以通過在接收器節(jié)點中從鄰居節(jié)點接收混沌系統(tǒng)的相位而開始(框310)。在實施例中，此混沌系統(tǒng)相位可以被提供作為傳入消息的同步部分并且可以被形成作為如由發(fā)送器鄰居節(jié)點確定的混沌系統(tǒng)狀態(tài)的線性組合。進而，接收器節(jié)點使用此接收的相位來根據(jù)同步算法更新其混沌振蕩器(框320)。例如，如上討論的算法可以用于生成混沌系統(tǒng)的完整狀態(tài)(例如，對應于狀態(tài)變量x1、x2和x3)。

理解的是，系統(tǒng)的各節(jié)點可以迭代地計算其自己的內(nèi)部狀態(tài)并且將局域相位信息形式的更新的同步信息提供給鄰居節(jié)點，并且類似地，這種更新的相位信息可以從鄰居節(jié)點接收以使能夠會聚。在會聚處，在所有節(jié)點中對混沌系統(tǒng)的同步狀態(tài)進行同步，從而使得所有節(jié)點具有共同的或基本上共同的狀態(tài)(例如，在預定閾值內(nèi))。

可以在每個節(jié)點內(nèi)迭代地執(zhí)行方法300以便既使同步會聚又在實現(xiàn)會聚時維持同步狀態(tài)，否則混沌系統(tǒng)將脫離同步。注意到，在一些實施例中，不管系統(tǒng)是否被同步，數(shù)據(jù)通信都可以發(fā)生。在這種情況中，跟隨圖4中的虛線，控制傳送至框350，其中，可以使用接收器節(jié)點的相位以及包括對應于本地節(jié)點混沌系統(tǒng)狀態(tài)的相位的此同步部分的組合式消息對數(shù)據(jù)通信進行編碼，并且可以發(fā)送根據(jù)本地節(jié)點的狀態(tài)加密的消息。然而，理解的是，如果系統(tǒng)未充分會聚，則這種數(shù)據(jù)通信可能不成功。

因此，在其他情況中，在系統(tǒng)會聚之前不允許發(fā)生數(shù)據(jù)通信(除了用于使這種會聚能夠發(fā)生的相位或其他同步信息的通信之外)。因此，如圖4中進一步展示的，在其他實現(xiàn)方式中，控制傳送至菱形330以判定接收的相位是否基本上等于接收器節(jié)點混沌系統(tǒng)的相位。當這些相位至少基本上相等時，這指示同步并因此在這種系統(tǒng)中，控制可以傳送至框350以在節(jié)點之間執(zhí)行解碼數(shù)據(jù)通信。相反，如果相位并非基本上相等，則控制傳送至框340，其中，連續(xù)會聚作用力可能發(fā)生。舉例來講，可以再次迭代地執(zhí)行方法300(具體為步驟310和320)以使能夠會聚。盡管在圖4的實施例中以這種高的層次示出，但應理解，本發(fā)明的范圍不限于這一方面。

現(xiàn)在參考圖5，所示是根據(jù)本發(fā)明的實施例的消息處理方法的流程圖。如所見，可以在本地節(jié)點或接收器節(jié)點內(nèi)執(zhí)行方法400以處理傳入消息，并且以執(zhí)行用于為來自節(jié)點的通信準備消息的特定操作。

方法400通過從鄰居節(jié)點接收消息開始(框410)。下一個控制傳送至框420，在框420中，可以對消息進行解析。在實施例中，消息可以被解析成2個部分，即，包括有待提供給混沌系統(tǒng)邏輯的相位信息的同步部分以及可以包括有待提供給解密邏輯的加密消息信息的消息部分。接下來，在框430處，可以使用相位信息在混沌系統(tǒng)中執(zhí)行同步更新。即，如上討論的，使用此接收的相位信息，混沌系統(tǒng)的狀態(tài)可以被生成并且被用于進一步的同步和通信操作。

確切地，控制接下來傳送至框440，其中，可以使用混沌系統(tǒng)狀態(tài)對所接收的消息的消息信息進行解密。此混沌系統(tǒng)狀態(tài)可以是更新的混沌系統(tǒng)狀態(tài)(如同框430)或者在一些情形中(取決于計算復雜性)混沌系統(tǒng)的先前狀態(tài)可以在執(zhí)行這種同步更新時被使用。因此，在一些實施例中，框430和440可以同時地執(zhí)行。接下來，控制傳遞至框450，其中，解密的消息可以被發(fā)送至消費邏輯，例如，本地節(jié)點的核或其他處理邏輯。

理解的是，接收器或本地節(jié)點的混沌系統(tǒng)狀態(tài)還可以用于對有待從節(jié)點發(fā)送的消息進行加密。因此，如進一步展示的，在方法400中可以出現(xiàn)另一個分支，其中，可以使用混沌系統(tǒng)狀態(tài)對傳出消息信息進行加密(框460)。此消息信息可以是通過節(jié)點內(nèi)的消費邏輯生成的，并且可以被提供給加密邏輯以使能夠使用混沌系統(tǒng)的狀態(tài)對消息進行加密?？刂平酉聛韨魉椭量?70，其中，可以從所述節(jié)點發(fā)送包括更新的相位信息(其可以是使用本地節(jié)點的混沌系統(tǒng)狀態(tài)的線性組合生成的)和此加密消息的消息。此組合式消息可以例如經(jīng)由開放信道被傳達至另一個節(jié)點，所述另一個節(jié)點可以是從其接收到以上消息的相同的鄰居節(jié)點(在框410中)或者可以是網(wǎng)絡的另一個節(jié)點。盡管示出為圖5中的此具體展示，理解的是，許多變化和替代方案是可能的。

圖6示出了20個節(jié)點的同步的仿真結(jié)果。所述節(jié)點初始是非同步的并且被允許在前10個單位時間內(nèi)自由地演變。然后，在時間10處，節(jié)點被命令進行同步。在圖6中可見的是，節(jié)點被迅速地同步(在示出的示例中，它們?nèi)颗c混沌系統(tǒng)的同一狀態(tài)一致并且在大約時間13之后保持同步)。注意，混沌系統(tǒng)的速度可以以這種方式被設置，從而使得可以忽略通信過程中發(fā)射與接收之間的延遲。因此，當消息被發(fā)射且當其被接收時，混沌系統(tǒng)的狀態(tài)是虛擬相同的。因此，每個節(jié)點可以解密所接收的任何和全部消息。

現(xiàn)在參照圖7，示出實施例可以與其一起使用的示例節(jié)點的框圖。如所見，節(jié)點500可以是任意類型的通信系統(tǒng)，并且在不同的實施例中可以是工業(yè)系統(tǒng)、體表傳感器、智能電話或任何其他無線通信器。如在圖7的框圖中所示，系統(tǒng)500可以包括應用或基帶處理器510。通常，基帶處理器510可以執(zhí)行關于通信的各種信號處理，以及執(zhí)行針對設備的計算操作。在此處的實施例中，基帶處理器510可以使用同步邏輯515執(zhí)行與其他聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的基于混沌的同步，這通?？梢詫趫D2的節(jié)點200。進而，基帶處理器510可以耦合于用戶界面/顯示器520，其在一些實施例中可以由觸屏顯示器實現(xiàn)。另外，基帶處理器510可耦合于存儲器系統(tǒng)，其在圖7的實施例中包括非易失性存儲器(即閃速存儲器530)和系統(tǒng)存儲器，即動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)535。如進一步看到的，基帶處理器510可以進一步耦合于捕捉設備540，如可以記錄視頻和/或靜止圖像的圖像捕捉設備。

節(jié)點500中還包括的是一個或多個傳感器550，所述傳感器可以耦合于基帶處理器510。在不同的實現(xiàn)方式中，所述傳感器可以是體表傳感器、工業(yè)傳感器或環(huán)境傳感器以及其他。

為了能夠發(fā)射和接收通信，各種電路可耦合于基帶處理器510與天線590之間。具體地，可存在射頻(RF)收發(fā)器570和無線局域網(wǎng)(WLAN)收發(fā)器575。通常，RF收發(fā)器570可用于根據(jù)如3G或4G無線通信協(xié)議(如根據(jù)碼分多址(CDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、長期演進(LTE)或其他協(xié)議)等給定無線通信協(xié)議來接收和發(fā)射無線數(shù)據(jù)和呼叫。還可提供如無線電信號(例如，AM/FM以及其他信號)的接收或發(fā)射的其他無線通信。另外，經(jīng)由WLAN收發(fā)器575，還可以實現(xiàn)如根據(jù)藍牙^TM標準、Zigbee^TM或IEEE 802.11標準(如IEEE 802.11a/b/g/n)的本地無線信號。盡管在圖7的實施例中以這種高的層次示出，但應理解，本發(fā)明的范圍不限于這一方面。進一步理解的是，節(jié)點可以被不同地配置，并且可以不包括圖7中所示的所有部件。進一步理解的是，在實施例中，網(wǎng)絡的一個或多個節(jié)點可以彼此不同類。

圖8是根據(jù)一個實施例的處理器核1100的框圖。核1100可以是圖7的節(jié)點500或任何其他節(jié)點的基帶處理器510的示例核，其可以包括嵌入式處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、網(wǎng)絡處理器或用于執(zhí)行代碼的其他設備。盡管圖8展示了僅一個核1100，處理元件可以替代性地包括多于一個這種核。核1100可以是單線程或多線程核。

圖8還展示了耦合至處理器1100的存儲器1170，其在實施例中可以是DRAM。存儲器1170可以包括有待由核1100執(zhí)行的一個或多個碼指令1113。在核1100中，指令進入前端部分1110并且由一個或多個解碼器1120處理。解碼器可以生成反映原始代碼指令的一個或多個微操作、其他指令或控制信號。在一些實施例中，如在此描述的，代碼1113可以被配置成用于執(zhí)行基于混沌的同步。

前端部分1110還包括寄存器重命名邏輯1125和調(diào)度邏輯1130，后者一般給資源和調(diào)度分配對應于用于執(zhí)行的轉(zhuǎn)換指令的操作。核1100進一步包括執(zhí)行邏輯1150，所述執(zhí)行邏輯具有一組執(zhí)行單元1155₁-1155_n。執(zhí)行邏輯1150可以被配置成用于執(zhí)行由代碼指令指定的操作。在完成了所述代碼指令指定的操作的執(zhí)行之后，后端部分1160包括用于引退代碼1113的指令的引退邏輯。在一個實施例中，核1100允許無序執(zhí)行但對指令重新排序以便進行引退。理解的是，盡管圖8未展示，但處理元件可以包括具有核1100的芯片上的其他元件。例如，處理元件可以包括例如存儲器控制器、I/O控制邏輯以及一個或多個緩存。

下面的示例涉及進一步的實施例。

在示例1中，一種裝置包括：第一邏輯，所述第一邏輯用于從第一節(jié)點接收包括同步部分和數(shù)據(jù)部分的消息的所述同步部分，并且用于使用所述同步部分生成狀態(tài)信息集，以使所述裝置與所述第一節(jié)點同步；以及第二邏輯，所述第二邏輯用于使用所述狀態(tài)信息集對所述數(shù)據(jù)部分進行解密以獲得解密消息并且用于將所述解密消息提供給所述裝置的消費邏輯，其中，所述消息有待經(jīng)由開放信道從所述第一節(jié)點傳達。

在示例2中，如示例1所述的裝置可選地進一步包括：第三邏輯，所述第三邏輯用于利用所述狀態(tài)信息集對由所述消費邏輯生成的第二未加密消息進行加密以生成第二加密消息；以及傳輸邏輯，所述傳輸邏輯用于將第二消息發(fā)送至第二節(jié)點，所述第二消息具有由所述狀態(tài)信息集的至少一部分形成的同步部分以及由所述第二加密消息形成的數(shù)據(jù)部分。

在示例3中，如示例1或2所述的傳輸邏輯用于經(jīng)由開放信道將所述第二消息發(fā)送至所述第二節(jié)點。

在示例4中，如示例2所述第三邏輯用于可選地通過可逆非線性函數(shù)對所述第二未加密消息進行加密，所述可逆非線性函數(shù)具有對應于所述第二未加密消息的第一輸入以及對應于所述狀態(tài)信息集的第二輸入。

在示例5中，所述同步部分包括混沌系統(tǒng)的相位，并且所述狀態(tài)信息集包括所述混沌系統(tǒng)的完整狀態(tài)。

在示例6中，所述混沌系統(tǒng)的所述相位包括所述完整混沌系統(tǒng)狀態(tài)的線性組合。

在示例7中，如示例1所述的裝置進一步可選地包括網(wǎng)絡的具有基本上共同的混沌系統(tǒng)狀態(tài)的多個節(jié)點。

在示例8中，如示例7所述的第一邏輯用于執(zhí)行對所述網(wǎng)絡的基于混沌的同步以從所述同步部分生成所述狀態(tài)信息集。

在示例9中，如示例8所述的基于混沌的同步有待根據(jù)廣義Lorenz系統(tǒng)來執(zhí)行。

在示例10中，所述生成的狀態(tài)信息集在以上示例中任一項所述的裝置中與在所述第一節(jié)點中用于對所述消息的所述數(shù)據(jù)部分進行加密的第二狀態(tài)信息集至少基本上是相同的。

在示例11中，所述生成的狀態(tài)信息集與如示例10所述的第二狀態(tài)信息集是在沒有密鑰的情況下導出的。

在示例12中，至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)包括指令，所述指令當被執(zhí)行時使系統(tǒng)：在接收器節(jié)點中接收來自發(fā)送器節(jié)點的消息；對所述消息進行解析并且將所述消息的同步部分發(fā)送至混沌系統(tǒng)邏輯并且將所述消息的加密部分發(fā)送至解密邏輯；在所述混沌系統(tǒng)邏輯中使用所述同步部分對所述接收器節(jié)點的同步進行更新，包括至少部分地基于所述同步部分計算混沌系統(tǒng)的狀態(tài)；以及在所述解密邏輯中使用所述混沌系統(tǒng)的所述狀態(tài)對所述加密部分進行解密。

在示例13中，如示例12所述的至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)可選地進一步包括指令，所述指令用于使所述系統(tǒng)：使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)根據(jù)逆非線性函數(shù)對所述加密部分進行解密。

在示例14中，如示例12所述的至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)可選地進一步包括指令，所述指令用于使所述系統(tǒng)：在加密邏輯中使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)對數(shù)據(jù)進行加密以生成第二加密部分；在所述混沌系統(tǒng)邏輯中使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)生成第二同步部分；以及從所述接收器節(jié)點發(fā)射第二消息，所述第二消息包括所述第二同步部分和所述第二加密部分。

在示例15中，如示例14所述的至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)可選地進一步包括指令，所述指令用于使所述系統(tǒng)：使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)根據(jù)非線性函數(shù)對所述第二加密部分進行加密。

在示例16中，如示例14所述的至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)可選地進一步包括指令，所述指令用于使所述系統(tǒng)：根據(jù)所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)的至少一部分的線性組合生成所述第二同步部分。

在示例17中，如示例14所述的至少一種計算機可讀存儲介質(zhì)可選地進一步包括指令，所述指令用于使所述系統(tǒng)：經(jīng)由開放無線信道將所述第二消息發(fā)送至所述系統(tǒng)的另一個節(jié)點，所述系統(tǒng)包括所述發(fā)送器節(jié)點和所述接收器節(jié)點。

在示例18中，一種系統(tǒng)包括：第一節(jié)點，所述第一節(jié)點包括第一邏輯和第二邏輯，所述第一邏輯用于從第二節(jié)點接收包括同步部分和數(shù)據(jù)部分的第一消息的所述同步部分并且用于使用所述同步部分生成混沌系統(tǒng)的第一狀態(tài)信息集，并且所述第二邏輯用于使用所述第一狀態(tài)信息集對所述數(shù)據(jù)部分進行解密，其中，所述第一消息有待經(jīng)由開放信道從所述第二節(jié)點傳達；以及耦合至所述第一節(jié)點的所述第二節(jié)點，所述第二節(jié)點包括函數(shù)引擎以及傳輸邏輯，所述函數(shù)引擎用于根據(jù)函數(shù)并且使用所述混沌系統(tǒng)的第二狀態(tài)信息集對所述第一消息的所述數(shù)據(jù)部分進行加密，所述第二狀態(tài)信息集至少基本上等同于所述第一狀態(tài)信息集，并且所述傳輸邏輯用于將具有由所述第二狀態(tài)信息集的至少一部分形成的所述同步部分的所述第一消息發(fā)送至所述第一節(jié)點。

在示例19中，如示例18所述的系統(tǒng)可選地包括包含所述第一和第二節(jié)點在內(nèi)的節(jié)點的無線網(wǎng)絡。

在示例20中，示例19無線網(wǎng)絡可選地包括體域網(wǎng)，所述第一和第二節(jié)點包括傳感器。

在示例21中，如示例18所述的系統(tǒng)可選地包括傳感器網(wǎng)絡和采集系統(tǒng)，所述傳感器網(wǎng)絡具有包括所述第一和第二節(jié)點的多個傳感器，并且所述采集系統(tǒng)用于從所述多個傳感器接收消息、用于從其中生成報告、用于對所述報告進行加密、并且用于將所述報告?zhèn)鬟_至中央系統(tǒng)，所述中央系統(tǒng)在所述傳感器網(wǎng)絡外部。

在示例22中，一種用于使多個節(jié)點同步的系統(tǒng)包括：第一節(jié)點，所述第一節(jié)點包括第一裝置和第二裝置，所述第一裝置用于從第二節(jié)點接收包括同步部分和數(shù)據(jù)部分的第一消息的所述同步部分并且用于使用所述同步部分生成混沌系統(tǒng)的第一狀態(tài)信息集，并且所述第二裝置用于使用所述第一狀態(tài)信息集對所述數(shù)據(jù)部分進行解密，其中，所述第一消息有待經(jīng)由開放信道從所述第二節(jié)點傳達；以及耦合至所述第一節(jié)點的所述第二節(jié)點，所述第二節(jié)點包括函數(shù)裝置和傳輸裝置，所述函數(shù)裝置用于根據(jù)函數(shù)并且使用所述混沌系統(tǒng)的第二狀態(tài)信息集對所述第一消息的所述數(shù)據(jù)部分進行加密，所述第二狀態(tài)信息集至少基本上等同于所述第一狀態(tài)信息集，并且所述傳輸裝置用于將具有由所述第二狀態(tài)信息集的至少一部分形成的所述同步部分的所述第一消息發(fā)送至所述第一節(jié)點。

在示例23中，如示例22所述的系統(tǒng)可選地包括包含所述第一和第二節(jié)點在內(nèi)的節(jié)點的無線網(wǎng)絡。

在示例24中，如示例23所述的無線網(wǎng)絡可選地包括體域網(wǎng)，所述第一和第二節(jié)點包括傳感器。

在示例25中，如示例22所述的系統(tǒng)可選地包括傳感器網(wǎng)絡和采集系統(tǒng)，所述傳感器網(wǎng)絡具有包括所述第一和第二節(jié)點的多個傳感器，并且所述采集系統(tǒng)用于從所述多個傳感器接收消息、用于從其中生成報告、用于對所述報告進行加密、并且用于將所述報告?zhèn)鬟_至中央系統(tǒng)，所述中央系統(tǒng)在所述傳感器網(wǎng)絡外部。

在示例26中，一種裝置包括：用于在接收器節(jié)點中接收來自發(fā)送器節(jié)點的消息的裝置；用于將所述消息解析成同步部分和加密部分的裝置；用于使用所述同步部分對所述接收器節(jié)點的同步進行更新的裝置，包括用于至少部分地基于所述同步部分計算混沌系統(tǒng)的狀態(tài)的裝置；以及用于使用所述混沌系統(tǒng)的所述狀態(tài)對所述加密部分進行解密的解密裝置。

在示例27中，如示例26所述的裝置可選地進一步包括：用于使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)對數(shù)據(jù)進行加密以生成第二加密部分的裝置；用于使用所述混沌系統(tǒng)狀態(tài)生成第二同步部分的裝置；以及用于從所述接收器節(jié)點發(fā)射第二消息的裝置，所述第二消息包括所述第二同步部分和所述第二加密部分。

在另一個示例中，一種計算機可讀介質(zhì)，包括用于執(zhí)行以上示例中任一項所述的方法的指令。仍進一步地，在另一個示例中，一種裝置包括用于執(zhí)行以上示例中任一項所述的方法的裝置。

還應理解的是，以上示例的各種組合都是可能的。

各實施例可以用于多個不同類型的系統(tǒng)中。例如，在一個實施例中，通信設備可被安排成用于執(zhí)行在此描述的所述各種方法和技術。當然，本發(fā)明的范圍不限于通信設備，相反其他實施例可涉及用于處理指令的其他類型的裝置、或包括指令的一個或多個機器可讀介質(zhì)，所述指令響應在計算設備上被執(zhí)行而使得所述設備執(zhí)行在此描述的方法和技術中的一項或多項。

實施例可以在代碼中實現(xiàn)并且可存儲在非瞬態(tài)存儲介質(zhì)上，所述非瞬態(tài)存儲介質(zhì)具有存儲在其上的指令，這些指令可用于對系統(tǒng)編程來執(zhí)行指令。存儲介質(zhì)可以包括但不局限于包括以下各項的任何類型的磁盤：軟盤、光盤、固態(tài)驅(qū)動器(SSD)、壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)、可復寫致密盤(CD-RW)、和磁光盤，諸如只讀存儲器(ROM)的半導體器件、諸如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)和靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)的隨機存取存儲器(RAM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、閃存、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁卡或光卡、或者適合于存儲電子指令的任何其他類型的介質(zhì)。

雖然已經(jīng)針對有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明進行了描述，但本領域技術人員將理解到來自其中的許多修改和變體。旨在使得所附的權利要求書覆蓋落入本發(fā)明的真正精神和范圍的所有這樣的修改和變體。