用于查詢驅(qū)動模式的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理協(xié)議研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)技術(shù)被認(rèn)為是十種將改變世界的新興技術(shù)之一,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于傳感節(jié)點大多被部署在無人照看或者敵方區(qū)域,使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨著嚴(yán)峻的安全問題。同時,傳感器節(jié)點資源有限,導(dǎo)致傳統(tǒng)的安全機(jī)制已不再適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。缺乏有效的安全方案已成為阻礙傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要障礙。以提供安全、可靠的保密通信為目標(biāo)的密鑰管理研究是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全研究中最為基礎(chǔ)

2、和重要的內(nèi)容,因此,這也成為本文的研究重點。
   針對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案的缺點,例如對節(jié)點的存儲要求、能量要求、時間同步要求較高,并且未與具體的應(yīng)用場景結(jié)合等,本文結(jié)合查詢驅(qū)動式網(wǎng)絡(luò)的工作特點,提出了一個適用于查詢驅(qū)動式網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理協(xié)議KMPQDN(Key Management Protocolfor Query-Driven Network)。本文的主要工作如下:
   (1)研究了目前已有的無線傳感

3、器密鑰管理協(xié)議,分析了這些方案的優(yōu)缺點,針對這些方案存在的問題,結(jié)合查詢驅(qū)動式網(wǎng)絡(luò)的工作特點,提出了KMPQDN協(xié)議。
   (2)詳細(xì)講述了KMPQDN協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)。針對該協(xié)議的密鑰預(yù)置、安全鏈路建立、密鑰更新、新節(jié)點加入四個階段分別給出了實現(xiàn)方法。其特點有:使用查詢請求消息包的MAC(Message Authentication Code,消息認(rèn)證碼)值作為下次的會話密鑰,并利用基站的查詢請求“捎帶”會話密鑰的機(jī)制不斷更

4、新會話密鑰,實現(xiàn)了高效的會話密鑰傳遞和更新;該協(xié)議在安全鏈路建立階段使用了橢圓曲線加密算法完成節(jié)點間的認(rèn)證,省去了已有方案中需要密鑰協(xié)商認(rèn)證的通信開銷;該協(xié)議不需要時間同步,對節(jié)點的存儲要求低。
   (3)分析了KMPQDN協(xié)議的安全性,并從空間、時間以及能量消耗等方面對協(xié)議的性能進(jìn)行了分析;最后,對該協(xié)議的能耗進(jìn)行了仿真實驗,與LEAP協(xié)議的能耗進(jìn)行了對比研究。仿真結(jié)果表明,KMPQDN協(xié)議給網(wǎng)絡(luò)帶來的能耗損失較小,其能耗低

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