工業(yè)無線網(wǎng)絡分簇密鑰管理方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network)技術在當今得到了飛速的發(fā)展，它具有成本低廉、部署方便且迅速，能適應苛刻的環(huán)境等特點。同時隨著工業(yè)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡技術的發(fā)展，把WSN技術引入到工業(yè)控制現(xiàn)場環(huán)境中來，產(chǎn)生了工業(yè)無線網(wǎng)絡技術:WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)給工業(yè)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡帶來極大的便利，同時在成本上也節(jié)省

2、了許多。WIA-PA網(wǎng)絡技術是基于IEEE802.15.4標準的用于工業(yè)過程測量、監(jiān)視與控制的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)。從WIA-PA邏輯分層來看，它是采用Mesh網(wǎng)絡和星型(Start)網(wǎng)絡相結(jié)合的雙層拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)關(GateWay)和路由設備(Router)構(gòu)成邏輯上的Mesh層，而現(xiàn)場設備和路由設備則組成一個星型網(wǎng)絡，也可以稱為一個簇，路由設備擔當簇頭節(jié)點。
　　 本文首先介紹WIA-PA網(wǎng)絡的技術特點，分析WIA-PA采用的安全管理

3、方式，和幾種典型分布式和分簇式WSN密鑰管理協(xié)議，指出它們所具有的優(yōu)點和不足，如:存儲要求過高，網(wǎng)絡特點不適應WIA-PA網(wǎng)絡，和計算開銷等方面的問題。在分析現(xiàn)有密鑰管理方案的基礎上，通過研究WIA-PA網(wǎng)絡的特點，本文提出一種WIA-PA網(wǎng)絡的分簇密鑰管理方案。根據(jù)WIA-PA網(wǎng)絡的特點，在網(wǎng)關中存儲一個對稱二元多項式池，由網(wǎng)關給每個路由設備分配一個帶ID號的對稱二元多項式，路由設備通過對稱二元多項式協(xié)商產(chǎn)生對密鑰，建立安全鏈路，保證