無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組密鑰管理方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心、以獲取信息為目的的無線網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在惡劣的遠(yuǎn)程環(huán)境中。由于網(wǎng)絡(luò)的特殊性,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,組播是比單播更有效的通信方法,組播能夠在很大程度上節(jié)省帶寬和能量。在一般情況下,由于傳輸是發(fā)生在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)渠道上的,組播遠(yuǎn)比單播更容易受到攻擊。因此,如何保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的組播安全成為了一個(gè)重要問題。目前,大部分無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在組播的過程中,使用組密鑰加密信息,從而確保組播信息的安全。由此可見,組密

2、鑰的安全管理是組播安全的重要保障。本文在對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和已有組密鑰管理方案分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)當(dāng)前組密鑰管理方案存在的開銷過大、安全性不高的問題,提出了三種方案:
　　1、本文在借鑒本地協(xié)作方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于簇協(xié)作的組密鑰管理方案。該方案采用基于身份加密的簇協(xié)作方式來實(shí)現(xiàn)組密鑰的更新,并使用偽隨機(jī)數(shù)生成器和哈希函數(shù)產(chǎn)生更新多項(xiàng)式,從而保證組內(nèi)合法節(jié)點(diǎn)密鑰分量的及時(shí)更新。該方案在具有良好安全性的同時(shí),有效降低了存儲(chǔ)開銷和通

3、信開銷。
　　2、由于傳感器節(jié)點(diǎn)部署區(qū)域比較復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)可能會(huì)暫時(shí)與組管理者失去連接,從而使得節(jié)點(diǎn)無法及時(shí)更新組密鑰。針對(duì)這個(gè)問題,本文提出了一種基于中國(guó)剩余定理的自愈組密鑰管理方案,該方案利用中國(guó)剩余定理構(gòu)造自愈密鑰,并通過廣播自愈密鑰和消息認(rèn)證碼來保證廣播消息的完整性和方案的自愈性。
　　3、基于中國(guó)剩余定理的自愈組密鑰管理方案在具備自愈性的同時(shí),減小了存儲(chǔ)開銷和通信開銷,但其并未考慮單點(diǎn)失效的問題。針對(duì)這個(gè)問題,本文提出