基于單位設(shè)計(jì)原理的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案研究.pdf

1、傳感器節(jié)點(diǎn)大多部署在環(huán)境較惡劣或者是敵對(duì)等地方，且沒(méi)有身份驗(yàn)證中心，所以很容易被敵人捕獲，從而可以看出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題是十分重要的。大多數(shù)已有的密鑰管理方案不能直接應(yīng)用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，這一領(lǐng)域依舊存在著許多問(wèn)題，目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案已成為了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　本文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些相關(guān)概念，列舉了幾種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅和防御措施，分析了現(xiàn)有的幾個(gè)典型密鑰管理方案，并對(duì)目前流行的攻擊對(duì)抗做了模

2、擬與比較。
　　經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，利用分簇管理是一個(gè)可行的方案，本文的方案也將利用分簇管理的思想。本文提出在簇頭節(jié)點(diǎn)與簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)之間采用的是基于單位設(shè)計(jì)原理的密鑰管理方案，在簇頭節(jié)點(diǎn)與簇頭節(jié)點(diǎn)間采用的是第三方服務(wù)節(jié)點(diǎn)的方案。
　　對(duì)稱不平衡區(qū)組設(shè)計(jì)(SBIBD)方案的可擴(kuò)展性較差，存儲(chǔ)開(kāi)銷較大。針對(duì)SBIBD方案存在的兩個(gè)問(wèn)題，利用單位設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，提出了一種映射關(guān)系的基本方案。方案中的密鑰鏈與單位設(shè)計(jì)中的

3、組對(duì)應(yīng)，密鑰鏈的大小與組中元素的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)，方案中網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)與單位設(shè)計(jì)中組的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)，密鑰池的大小與單位設(shè)計(jì)中的元素個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。可以看出，密鑰預(yù)分配方案與單位設(shè)計(jì)是一一對(duì)應(yīng)的。
　　基本方案在保持較高可擴(kuò)展性的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)連通性不是很好。本文在基本方案的基礎(chǔ)上對(duì)該方案進(jìn)行了改進(jìn)，將t個(gè)互不相交的組預(yù)存儲(chǔ)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)中，t是一個(gè)協(xié)議參數(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)具體要求確定t的大小。
　　最后，通過(guò)NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)證明了