無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰預(yù)分配管理方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量空間分布的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通訊的方式形成的一種自組織網(wǎng),這些節(jié)點(diǎn)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(shè)計(jì)用于戰(zhàn)場監(jiān)聽等軍事領(lǐng)域,而現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)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(luò)的核心問題。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),WSN自身特點(diǎn)限制使其安全問題凸顯。作為WSN安全領(lǐng)域關(guān)鍵的一環(huán),密鑰管理所涉及的網(wǎng)絡(luò)層面寬泛,是實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、安全路由等安全機(jī)制的前提。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)

2、完善的密鑰管理方案對WSN的安全至關(guān)重要。
　　密鑰預(yù)分配是WSN主流的密鑰管理方式,這種方式可在網(wǎng)絡(luò)部署前就建立起大部分安全基礎(chǔ),系統(tǒng)運(yùn)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(yù)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(gè)預(yù)分配階段,對兩種方案進(jìn)行展開,并給出了方案各自的性能分析與評(píng)價(jià)。
　　主要工作包括以下兩個(gè)方面:
　　(1)基于q?composite方案,提出了

3、一種基于Hash機(jī)制的密鑰預(yù)分配方案。充分利用Hash函數(shù)單向性的特點(diǎn),借助Hash散列函數(shù)完成基于密鑰池的密鑰預(yù)分發(fā)過程,有效的隱藏了節(jié)點(diǎn)中部分密鑰信息。攻擊者僅能由被妥協(xié)節(jié)點(diǎn)泄露的信息攻破網(wǎng)絡(luò)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(luò)安全連通率、存儲(chǔ)和通信能力的基礎(chǔ)上,提高了節(jié)點(diǎn)抵抗捕獲攻擊的能力。
　　(2)在多密鑰空間隨機(jī)預(yù)分配方案基礎(chǔ)之上,結(jié)合部署知識(shí)和分簇思想,提出了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)多密鑰空間分