基于OKS的无线传感器网络对偶密钥预分配方案.docVIP

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 基于OKS的无线传感器网络对偶密钥预分配方案 第２１卷第９期２００８年９月 传感技术学报 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤ Ｖ０１．２１Ｎｏ．９ ＡＣＴＵＡＴＯＲＳ Ｓｅｐｔ．２００８ ＰａｉｒｗｉｓｅＫｅｙｓＰｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅＢａｓｅｄ ｏｎ ＯＫＳｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ’ ＤＩＮＧＸｉａｏ－ｙｕ，ＬＩＵＪｉａｎ－ｗｅｉ。，ＳＨＡＯＤｉｎｇ—ｔｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉＨａｎｇＵｎｉｖ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｆｏｒ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮｓ）ａｒｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅ ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓｗｉｔｈｌｉｍｉｔｅｄ ｎｏｄｅｓｉＳ ｅｓｓｅｎ— ｓｅｃｕｒｅｓｅｎｓｏｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｐａｉｒｗｉｓｅｋｅｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎ ａ ｓｅｎｓｏｒ ｔｉａｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅ ｎｅｗｐａｉｒｗｉｓｅｋｅｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ｗｅｃｌｕｓｔｅｒｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｆｉｅｌｄ ｓｅｎｓｏｒ ｉｎｈｅｘａｇｏｎａｌｓｈａｐｅａｎｄｐｒｅａｓｓｉｇｎｋｅｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｅａｃｈ ｕｓｉｎｇｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ａｎｄｕｓｉｎｇ ａ ｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｋｅｙｓｈａｒｉｎｇ（ＯＫＳ）ｃｏｎｃｅｐｔｉｎｓｐｉｒｉｔ．Ｏｕｒｐｒｏｐｏｓａｌｈａｓ ｂｅｔｔｅｒｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅａｇａｉｎｓｔｎｏｄｅ ｃａｐｔｕｒｅ， ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｍｅｍｏｒｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｐｐｌｉｅｓｆｌｅｘｉｂｌｅｓｅｃｕｒｉｔｙｌｅｖｅｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓＥＥＡＣＣ：６１５０Ｐ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｐａｉｒｗｉｓｅｋｅｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ；ｃｌｕｓｔｅｒ；ｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｏｖｅｒｌａｐｋｅｙｓｈａｒｉｎｇ 基于ＯＫＳ的无线传感器网络对偶密钥预分配方案＊ 丁晓宇，刘建伟＋，邵定蓉 （北京航空航天大学电子信息工程学院．北京１０００８３） 摘要：无线传感器网络（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ ＷＳＮｓ）是由资源有限的传感器节点构成的无线网络。在传感器节点间 建立对偶密钥是实现网络安全通信的基础。在本文中，我们提出了一种新的对偶密钥建立方案。本方案以六边形结构进行网络域分簇，利用节点的部署信息和重叠密钥共享（ｏｖｅｒｌａｐｋｅｙ ｓｈａｒｉｎｇ ＯＫＳ）思想给每个传感器节点预分配密钥信息。通过 分析，本方案具有较高的抗节点俘获能力，能够有效减少存储开销，并提供灵活的安全等级。 关键词：无线传感器网络；对偶密钥建立；分簇；安全；重叠密钥共享中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－１６９９（２００８）０９－１５９０．０５ 算法也是不现实的。第三种方法是通过预分配密钥来建立对偶密钥，在部署前为所有的传感器节点分配密钥信息。这种方案适用于传感器网络的特点。 到目前为止，已经提出了各种适用于传感器网络的预分配密钥管理方案。此类方案在网络部署前预分配密钥或密钥信息。在本文中，我们提出一个新的基于分簇和重叠密钥共享概念的对偶密钥建立方案。 传感器网络有大量不同的应用领域，如环境监控、军事感测、病人监测等。为了实现可靠和有效的网络通信，安全是极其重要的，而密钥管理是安全的核心。 一般网络环境下有三种密钥管理方案：可信服 务器方案，公钥方案和密钥预分发方案。可信服务器方案依赖可信服务器管理节点间的密钥，如Ｋｅｒ—ｂｅｒｏｓ方案。但