无线传感器网络密钥管理方案分析.pdfVIP

摘要 摘要 无线传感器网络，作为将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一 起的媒介，随着微电子技术、无线通信技术和计算机技术的发展，在军事国防、 生物医疗以及环境监测等领域有着广阔的应用前景，是当前计算机领域一个研 究热点。由于传感器节点的自身特点和网络的部署环境，无线传感器网络很容 易受到攻击者各种方式的攻击。因此，无线传感器网络的安全成为实际应用中 需要重点考虑的问题。 由于无线传感器网络具有规模大、自组织、节点资源非常有限等特点，传 统无线网络的安全方案无法直接适用于它，需要设计出符合无线传感器网络的 特点同时又具有较好的安全性能的安全方案。密钥管理在无线传感器网络安全 机制中起基础性的作用。近年来，国内外的研究学者在密钥管理领域取得了很 多成果，提出了不同类型的无线传感器网络密钥管理方案。虽然学者们提出的 方案从不同程度上解决了无线传感器网络中的安全问题，但是它们在网络安全 连通率、网络抗毁性以及节点存储消耗等性能方面缺乏均衡性。 本文在对无线传感器网络密钥管理方案的研究成果学习和总结的基础上， 以随机密钥预分配为基本思想，提出了一种改进的基于单向散列链的密钥管理 方案。随机密钥预分配是指传感器节点在部署之前，载入从密钥池中随机选取 的密钥信息，部署完成后节点之间可以通过预先载入的密钥信息完成安全通信 密钥的建立。密钥预分配可以使密钥管理方案更加简单、高效，适用于资源受 限的无线传感器网络。本文提出的方案中假设网络模型中有两类节点：辅助节 点和普通节点。由可信服务器生成由多条单向散列链组成的密钥池，部署之前 辅助节点和普通节点分别从密钥池中随机选取不同类型的密钥信息，部署完成 之后，普通节点在辅助节点的协助下通过预先分配的密钥信息完成安全通信密 钥的建立。本文提出的方案在网络安全连通率和网络抗毁性之间有比较好均衡， 理论分析和仿真结果均验证了方案的有效性。 关键词：无线传感器网络密钥管理密钥预分配连通性抗毁性 environment sensornetworksisvulnerabletovariousformsof deployed，wireless attack．Therefore,thesecurity inwirelesssensornetworkshasbecomean problem in considerationthe practicalapplication． Duetosome ofwirelesssensor as properties networks，suchlargescale， restrictionofsa!sor traditional self-organization,the nodes’resourog，etc．，the to solutionsinwirelessnetworksCannotbe to weneed it,so security directlyapplied new schemeswhichmeetthecharacteristicsofwirelesssensor design security networksandalsohave mechanismsofwireless goodsafetyperformance．Insecurity serlsor afundamentalrole．Inrecent networks，k