無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全及組密鑰管理技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)等不斷進(jìn)步的前提下,逐步發(fā)展和壯大起來(lái)的。它是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過(guò)飛機(jī)播撒或人工安置等方式部署在特定區(qū)域內(nèi),采用無(wú)線通信的方式快速自組織形成的一個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心,根據(jù)需要通過(guò)協(xié)作的方式實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)、感知和采集特定覆蓋網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的具體信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行處理和發(fā)送,從而使用戶得到詳盡而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
　　組播通信使消息在網(wǎng)絡(luò)中高效傳輸,是提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的

2、一種重要通信方式,而安全組播通信需要組密鑰管理技術(shù)的支持,因此,研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的組密鑰管理問(wèn)題具有重要意義。在其眾多關(guān)鍵技術(shù)中,安全性和能耗限制是當(dāng)前該領(lǐng)域討論的熱點(diǎn),圍繞這些問(wèn)題進(jìn)行研究,本文所做的主要工作和取得的成果如下:
　　1、介紹了關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí),包括發(fā)展歷史、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)和實(shí)際應(yīng)用前景,并對(duì)幾種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹;詳細(xì)分析了當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)常遭遇到的幾種網(wǎng)絡(luò)攻擊和常用的防御手段,著重

3、討論了在特定環(huán)境下該網(wǎng)絡(luò)所要考慮的安全目標(biāo);總結(jié)了當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo),深入剖析了當(dāng)前具有代表性的幾種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組密鑰管理方案研究的優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)已有方案進(jìn)行了分類、歸納和總結(jié)。
　　2、針對(duì)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合對(duì)稱密鑰相關(guān)知識(shí),提出了一種適用于大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式組密鑰管理方案。利用距離最近的鄰居頭節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作來(lái)實(shí)時(shí)更新組密鑰,降低敵手利用妥協(xié)節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊的幾率;引入了自愈機(jī)制,通過(guò)改變相關(guān)參數(shù),可以針

4、對(duì)性的配置不同安全級(jí)別的網(wǎng)絡(luò);當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大到一定程度時(shí),節(jié)點(diǎn)的通信開(kāi)銷趨于平穩(wěn),適用于較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。
　　3、針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能否移動(dòng)的問(wèn)題,結(jié)合中國(guó)剩余定理和橢圓曲線密碼體制相關(guān)理論,提出了一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)場(chǎng)景下的分簇式組密鑰管理方案。利用分簇的思想,并結(jié)合了公鑰密碼學(xué)知識(shí),針對(duì)性地解決了一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景中,合法節(jié)點(diǎn)因?yàn)楦鞣N原因會(huì)主動(dòng)或者被動(dòng)地移動(dòng)位置或暫時(shí)的離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)而被視為惡意節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以