無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰預(yù)分配方案的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是由大量無處不在的、具有無線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的自組織且分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器節(jié)點(diǎn)不僅具有感知部件，而且還具有板載處理能力、通信和存儲(chǔ)的功能，這些功能使得傳感器節(jié)點(diǎn)不僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、內(nèi)網(wǎng)的分析、相關(guān)性的分析以及自身數(shù)據(jù)與其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合等工作。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)形成于當(dāng)許多傳感器協(xié)同地監(jiān)測大面積的物理環(huán)境時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行通信，或者節(jié)點(diǎn)與基站進(jìn)行通信。傳感器節(jié)點(diǎn)在工作時(shí)能量的預(yù)算是非

2、常有限的，而且WSN通常部署在偏遠(yuǎn)惡劣的環(huán)境中和無人干預(yù)的情況下，進(jìn)行運(yùn)行和配置等，且沒有基礎(chǔ)的設(shè)施支持與維護(hù)，這就使得傳感器節(jié)點(diǎn)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)面臨很多的挑戰(zhàn)。
　　與大多數(shù)其他網(wǎng)絡(luò)一樣，傳感器網(wǎng)絡(luò)需要機(jī)密性、完整性和認(rèn)證的支持，使得傳感器節(jié)點(diǎn)和傳感器數(shù)據(jù)得到保護(hù)。例如遠(yuǎn)程部署和資源容易受限，會(huì)使入侵傳感器和傳感器數(shù)據(jù)變得更加容易。隨著WSN越來越普遍，可以預(yù)料到其安全挑戰(zhàn)會(huì)日益增加，威脅的類型和數(shù)量會(huì)與日俱增，需要新的解決方

3、案來保障傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器數(shù)據(jù)。然而在WSN中的許多協(xié)議和機(jī)制有著專有的解決方案，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為WSN應(yīng)用設(shè)計(jì)和部署提供了互操作性和方便性，而基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案進(jìn)展非常地緩慢。
　　因此，解決在競爭性中的優(yōu)劣協(xié)調(diào)對WSN設(shè)計(jì)者來說仍然是一個(gè)關(guān)鍵性的挑戰(zhàn)。本文的主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）基于Blom機(jī)制的網(wǎng)格部署理論的隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案，提出了一種新的六邊形網(wǎng)格部署理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案，核心思想是將節(jié)點(diǎn)所在

4、的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分為不同類型的六邊形網(wǎng)格，不同網(wǎng)格內(nèi)的節(jié)點(diǎn)采用不同的方式來建立密鑰。理論分析和模擬結(jié)果表明，該方案具有更好的連通率、局域安全性和全局安全性。
　?。?）在LU矩陣的密鑰預(yù)分配方案的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有的一些方案在存儲(chǔ)消耗等方面上存在的問題，基于不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)模型，提出了一種確定性密鑰的建立方案，核心思想是采用有限域多項(xiàng)式池代替密鑰池的方法建立共享密鑰，并確保任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都存在多項(xiàng)式的共享，同時(shí)保證節(jié)點(diǎn)之間的認(rèn)證。仿真結(jié)果表明