工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分簇密鑰管理方案研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)技術(shù)在當(dāng)今得到了飛速的發(fā)展，它具有成本低廉、部署方便且迅速，能適應(yīng)苛刻的環(huán)境等特點(diǎn)。同時(shí)隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，把WSN技術(shù)引入到工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中來(lái)，產(chǎn)生了工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù):WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大的便利，同時(shí)在成本上也節(jié)省

2、了許多。WIA-PA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的用于工業(yè)過(guò)程測(cè)量、監(jiān)視與控制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。從WIA-PA邏輯分層來(lái)看，它是采用Mesh網(wǎng)絡(luò)和星型(Start)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的雙層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)關(guān)(GateWay)和路由設(shè)備(Router)構(gòu)成邏輯上的Mesh層，而現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和路由設(shè)備則組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)，也可以稱為一個(gè)簇，路由設(shè)備擔(dān)當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)。
　　 本文首先介紹WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，分析WIA-PA采用的安全管理

3、方式，和幾種典型分布式和分簇式WSN密鑰管理協(xié)議，指出它們所具有的優(yōu)點(diǎn)和不足，如:存儲(chǔ)要求過(guò)高，網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)不適應(yīng)WIA-PA網(wǎng)絡(luò)，和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)等方面的問(wèn)題。在分析現(xiàn)有密鑰管理方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，本文提出一種WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的分簇密鑰管理方案。根據(jù)WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，在網(wǎng)關(guān)中存儲(chǔ)一個(gè)對(duì)稱二元多項(xiàng)式池，由網(wǎng)關(guān)給每個(gè)路由設(shè)備分配一個(gè)帶ID號(hào)的對(duì)稱二元多項(xiàng)式，路由設(shè)備通過(guò)對(duì)稱二元多項(xiàng)式協(xié)商產(chǎn)生對(duì)密鑰，建立安全鏈路，保證