無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對密鑰分配算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一個由大量傳感節(jié)點構(gòu)成的無線自組織網(wǎng)絡(luò)。由于它是一個開放性網(wǎng)絡(luò),因此數(shù)據(jù)安全傳輸對WSNs十分重要。數(shù)據(jù)的安全傳輸必然涉及加解密技術(shù),加解密中的密鑰管理是WSNs安全研究的重點。由于無線傳感節(jié)點的計算能力、存儲空間、能量等受到限制,使得傳統(tǒng)的密鑰分配和管理方案不能很好地應(yīng)用于WSNs。
　　 基于部署知識,本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的對密鑰分配算法進(jìn)行了深入

2、地研究,并做了以下工作:
　　 (1)基于網(wǎng)格模型,提出了EGK方案。在Du方案的基礎(chǔ)上,EGK方案對子密鑰池的構(gòu)造進(jìn)行了改進(jìn),提高了本地連接概率;同時利用哈希函數(shù)的不可逆性保護(hù)節(jié)點密鑰信息,使得鏈路安全性提高了近100％。
　　 (2)基于部署知識和雙密鑰池,提出了KPDK方案。該方案中的子密鑰池由兩種類型的密鑰池混合而成:一種是能保證任意一個被相鄰三個蜂窩共享的密鑰池,該密鑰池在部署前由服務(wù)器利用哈希函數(shù)將其擴(kuò)展為2

3、倍;另一種是分配至各個蜂窩并保證互不重疊的密鑰池。改進(jìn)的子密鑰池構(gòu)造方式能夠提高本地連接概率。同時,服務(wù)器為每個蜂窩分配4個隨機(jī)數(shù),并保證任意相鄰蜂窩存在一個共同的隨機(jī)數(shù)。節(jié)點利用相應(yīng)的哈希函數(shù)和隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生對密鑰以提高安全性。
　　 (3)在正六邊形模型的基礎(chǔ)上,利用素域中Blom矩陣和對稱多項式的閾值特性及哈希鏈的不可逆性,提出了KD-DK方案。該方案在節(jié)點建立對密鑰時,同一區(qū)域中節(jié)點利用分配的哈希鏈值構(gòu)造一系列Blom矩陣建

4、立對密鑰,并保證相同矩陣的個數(shù)不超過各其的閾值;不同區(qū)域間相鄰節(jié)點利用隨機(jī)分配的密鑰構(gòu)造多項式,并以此建立對密鑰,從而使得敵方難以破解,增強(qiáng)了安全性。
　　 (4)為達(dá)到更高的本地連接概率和鏈路安全性,在正方形模型的基礎(chǔ)上利用部署知識和哈希鏈,提出了BDKH方案。該方案在節(jié)點部署前由離線服務(wù)器構(gòu)造一系列哈希鏈,并保證同一個區(qū)域中節(jié)點對密鑰的建立來自一對反向哈希鏈;不同區(qū)域中節(jié)點對密鑰來自一對與部署知識相關(guān)的哈希鏈,從而使得敵方無