無線傳感器網(wǎng)絡密鑰預分配管理方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是由大量空間分布的微型傳感器節(jié)點通過無線通訊的方式形成的一種自組織網(wǎng),這些節(jié)點協(xié)作地監(jiān)測不同位置區(qū)域的物理環(huán)境狀況。WSN最初被設計用于戰(zhàn)場監(jiān)聽等軍事領域,而現(xiàn)今被廣泛應用于民用領域,如生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、交通控制、智能家居等。安全是搭建任何網(wǎng)絡的核心問題。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡,WSN自身特點限制使其安全問題凸顯。作為WSN安全領域關鍵的一環(huán),密鑰管理所涉及的網(wǎng)絡層面寬泛,是實現(xiàn)認證、安全路由等安全機制的前提。因此,設計一個

2、完善的密鑰管理方案對WSN的安全至關重要。
　　密鑰預分配是WSN主流的密鑰管理方式,這種方式可在網(wǎng)絡部署前就建立起大部分安全基礎,系統(tǒng)運行后只需簡單的協(xié)議過程就能完成密鑰協(xié)商。本文提出了兩種不同的密鑰預分配方案。按照部署前密鑰分發(fā)、部署后共享密鑰發(fā)現(xiàn)以及密鑰路徑建立這三個預分配階段,對兩種方案進行展開,并給出了方案各自的性能分析與評價。
　　主要工作包括以下兩個方面:
　　(1)基于q?composite方案,提出了

3、一種基于Hash機制的密鑰預分配方案。充分利用Hash函數(shù)單向性的特點,借助Hash散列函數(shù)完成基于密鑰池的密鑰預分發(fā)過程,有效的隱藏了節(jié)點中部分密鑰信息。攻擊者僅能由被妥協(xié)節(jié)點泄露的信息攻破網(wǎng)絡中部分通信鏈路。該方案在保證與q?composite方案具有相同網(wǎng)絡安全連通率、存儲和通信能力的基礎上,提高了節(jié)點抵抗捕獲攻擊的能力。
　　(2)在多密鑰空間隨機預分配方案基礎之上,結合部署知識和分簇思想,提出了一種傳感器網(wǎng)絡多密鑰空間分