Sink移動的無線傳感器網(wǎng)絡中高可靠性的密鑰預分配方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡由大量計算能力低、存儲量小和能量有限的微型傳感器組成，具有廣泛應用前景。Sink移動的無線傳感器網(wǎng)絡因其能量消耗較低和生命周期較長的特點，被推廣到軍事監(jiān)視和環(huán)境監(jiān)測等領域。由于監(jiān)控區(qū)域復雜多變的安全環(huán)境和節(jié)點自身缺乏安全性的特點，無線傳感器網(wǎng)絡的安全問題變得日益突出。
　　 密鑰預分配作為一種有效的密鑰管理方案，是利用節(jié)點間共享密鑰來生成通信密鑰，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加解密，而設計一種高可靠性的密鑰預分配方案成為目前研

2、究的熱點和難點。在Sink移動的無線傳感器網(wǎng)絡中，已有的密鑰預分配方案存在抗毀性較差和連通性不高的缺陷。為解決這兩個問題，分別提出兩種有效的算法:
　　 (1)為增強網(wǎng)絡抗毀性，提出了一種高安全性的密鑰預分配算法N-PGPS。該算法在二元t次對稱多項式函數(shù)的基礎上，引入輔助型的多項式來構建新的多項式函數(shù)并用于計算節(jié)點間的通信密鑰。因多項式系數(shù)發(fā)生改變，在節(jié)點被俘獲個數(shù)超過t+1時，敵方無法推導出多項式的全部系數(shù)，從而保證未被俘獲

3、節(jié)點的通信密鑰不會被敵方破解。安全分析和仿真實驗結(jié)果表明該算法增強了網(wǎng)絡的抗毀性，保證網(wǎng)絡節(jié)點間的安全通信。
　　 (2)為提高網(wǎng)絡連通性，提出了一種高連通性的密鑰預分配算法IN-PGPS。該算法在增強網(wǎng)絡抗毀性的前提下，利用樹的構造原理在Sink節(jié)點的通信范圍內(nèi)建立一顆以Sink節(jié)點為根的樹，使得傳感器節(jié)點可以通過多跳的方式與移動Sink節(jié)點進行安全通信。理論分析和仿真實驗結(jié)果證明該算法提高了傳感器節(jié)點與移動Sink節(jié)點建立安