如何利用人体生理参数进行数据加密和消息认证是目前的一个热门研究方向。无线体域网(WBAN)具有与传统无线通信网络所不同的特征,如节点计算能力弱,功耗低,通信距离短,无线体域网网络拓扑简单,承载的业务敏感,限制了常规安全机制的有效应用,但又因为无线体域网是针对不同个体的人身上的通信,每个人的生理特征有细微的差别,因此,如何利用人体生理参数的个体差异设计适用于WBAN的安全机制与安全协议就显得特别意义。本文对WBAN的安全通信进行研究,主要工作有:1.以新的角度简介无线体域网的概念,阐述了IEEE 802.15.6关于无线体域网的物理层通信的定义以及安全等级的定义,回顾了国内外关于无线体域网的研究现状,总结了WBAN所面临的安全性问题,以及传统的生理加密技术以及它们的局限。2.分析了无线体域网以及网络节点的特征,将当今主流的安全体制,数据加密算法,消息认证方式进行了对比,通过分析提出基于人体生理数据提取构建对称密密钥共享安全信道的适合无线体域网的安全通信构想。3.总结了可用于无线体域网的生理参数,通过分析选择心脉间隔作为合适的生理参数并对心脉间隔进行了模型分析、特征提取电路系统的设计以及实际电路的制作。通过多个人体心脉间隔检测实验,获得较大量的数据样本,并引入K-S检测法对样本分布进行检测,首次发现心脉间隔差异呈似高斯分布。4.根据基于生理参数的随机比特数据生成模型和具体方法,获得了新的密钥产生方式。通过对本文采集的样本随机数进行的密码学分析,得出基于心脉间隔差异产生的随机数序列具有‘0’与‘1’个数非常接近、线性复杂度均值在序列半长附近的实验结论。此外,对于128比特长的生理随机序列,同一个人同一时间不同部位所产生的随机序列的汉明距离绝大多数都小于10,而在同一个人不同时间相同部位,或者不同人相同时间相同部位,所产生的随机序列的汉明距离基本都分布在范围40-85之间。由此本文得出结论,利用心脉间隔差异获得的随机比特序列具有很好的随机性和同时间不同人体部位的良好一致性,从而适合作为安全WBAN的密钥参数应用。