異構無線傳感器網(wǎng)絡強安全性通信協(xié)議設計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的多跳自組織網(wǎng)絡，在軍事、科學研究和商業(yè)等領域具有廣泛的應用前景。特別是近年來物聯(lián)網(wǎng)、智慧家庭和智能交通等領域的興起極大的推動了無線傳感器網(wǎng)絡的普及和發(fā)展。安全問題是傳感器網(wǎng)絡應用和研究中的關鍵問題之一，由于傳感器網(wǎng)絡自身的局限性，傳感器網(wǎng)絡極易受到不法分子的攻擊。
　　本文結合無線傳感器網(wǎng)絡的特點對其安全需求和所面臨的安全威脅進行研究，通過對SPINS、CBP

2、KI等現(xiàn)有的安全協(xié)議進行分析指出，早期的傳感器網(wǎng)絡安全協(xié)議多基于同構傳感器網(wǎng)絡和對稱密碼體制，難以滿足現(xiàn)實中應用更為廣泛的異構傳感器網(wǎng)絡的需要。本文從層次型傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點間在計算、能量、通信等方面的異構性及網(wǎng)絡中不同層次節(jié)點安全需求不同出發(fā)，提出了一種適合于異構傳感器網(wǎng)路的強安全性通信協(xié)議。新協(xié)議結合公鑰密碼體制的強安全性與對稱密鑰體制的高效性，在骨干節(jié)點間使用基于ECC的公鑰體制進行節(jié)點身份認證和密鑰協(xié)商，保證骨干網(wǎng)絡的強安全性，普

3、通感知節(jié)點通過與基站預共享密鑰方式在基站的輔助下與骨干節(jié)點建立安全通信密鑰。新協(xié)議充分利用異構節(jié)點間的性能差異滿足了網(wǎng)絡中不同層次節(jié)點的不同安全需求，同時，公鑰體制的使用增強了網(wǎng)絡的可擴展性，提高了授權第三方節(jié)點在進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)訪問、入網(wǎng)認證、建立通信密鑰等操作時的安全性。
　　協(xié)議驗證階段，本文首先使用BAN邏輯對新協(xié)議的通信流程進行了形式化分析，結果表明新協(xié)議滿足預定的安全目標。然后，選擇具體的硬件平臺對協(xié)議中使用的安全算法和協(xié)