Comparison of Random Key Predistribution Schemes in Wireless Sensor Networks Based on Average Distance.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存周期取決于傳感器節(jié)點所存儲的電源。電源消耗主要包括感知、通訊、數(shù)據(jù)處理三個部分，數(shù)據(jù)通訊包括轉(zhuǎn)發(fā)和接收消息。在隨機密鑰預(yù)分配方案中，密鑰被隨機地從密鑰池中選擇，預(yù)先裝配到每個傳感器結(jié)點的內(nèi)存。在傳感器節(jié)點分布完成后，通過在擁有相同密鑰的節(jié)點之間建立路徑，得到了一張無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰圖。
　　 為了達(dá)到節(jié)約結(jié)點有限電源的目的，信息在任意兩個結(jié)點之間傳遞的平均路徑距離，是衡量傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的一個很重要的標(biāo)準(zhǔn)。因此，

2、本文首先提出密鑰圖的平均距離作為判斷密鑰預(yù)分配方案性能的一個標(biāo)準(zhǔn)。平均路徑距離，是基于所有節(jié)點之間的總距離推算得出來的。評判標(biāo)準(zhǔn)是：平均路徑距離值越小，密鑰方案越好。這是因為較小的平均路徑距離意味著較低的能源消耗。本文比較了基本的隨機密鑰分配方案、q-密鑰方案、隨機對密鑰方案、鄰近對密鑰方案。實驗顯示，鄰近對密鑰方案在平均路徑距離上表現(xiàn)好，而隨機密鑰分配方案最差，隨機密鑰分配方案略強于q-密鑰方案。實驗同時顯示，伴隨著結(jié)點的度增加，跳數(shù)

3、減少，因此平均路徑距離減少。其他對平均路徑距離有影響的因素包括：密鑰環(huán)的大小、節(jié)點通訊半徑、分布模式、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模(指結(jié)點密度)。通過實驗觀察到，隨機密鑰分配方案在結(jié)點與通訊范圍內(nèi)的鄰居結(jié)點沒有產(chǎn)生共享密鑰時，平均路徑比較長：而當(dāng)結(jié)點的密鑰環(huán)大小增加時，相應(yīng)地平均路徑距離迅速減小。
　　 基于上述考慮，本文提出一種新的隨機密鑰分配增強方案：每個結(jié)點都分配一個特別的密鑰，它們在密鑰路徑建立過程中使用，以達(dá)到縮減平均路徑距離長度的作用。