無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、由于無線傳感器節(jié)點(diǎn)本身的特性,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)面臨兩個(gè)突出的問題:一是能耗的問題。節(jié)點(diǎn)一旦部署使用,將很難再補(bǔ)充能量,因此,高效使用能量以延長網(wǎng)絡(luò)工作壽命是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)之一;二是安全的問題。節(jié)點(diǎn)所處的環(huán)境,令節(jié)點(diǎn)面臨被敵手俘獲的威脅;節(jié)點(diǎn)采用的無線通信方式,信息容易被敵手竊聽或篡改等,因此,安全的需求至關(guān)重要。
　　本文首先對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域做了簡單的描述。接著分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全

2、威脅,給出在這種特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)該考慮的安全目標(biāo)。密鑰管理問題是本文研究的重點(diǎn)。本文在分別詳細(xì)介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下密鑰管理的性能指標(biāo),以及幾種目前廣泛研究的密鑰分配機(jī)制的基礎(chǔ)上,針對(duì)層次式密鑰管理方案的不足,給出了一種基于低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議的密鑰管理方案。該方案涉及到的技術(shù)主要有認(rèn)證機(jī)制、消息的新鮮性等。經(jīng)分析,該方案在延長網(wǎng)絡(luò)壽命的同時(shí)保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性能;而且相比于其它的密鑰管理方案,內(nèi)存開銷更小。接著針對(duì)密鑰更新效

3、率低的問題,利用橢圓曲線離散對(duì)數(shù)的困難性,采用橢圓曲線雙線性變換的性質(zhì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播安全密鑰分發(fā),該協(xié)議可以在公開的信道上安全的將全網(wǎng)密鑰分發(fā)給每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),之前無需建立共享密鑰或其它的安全信道,提高了密鑰更新的效率。
　　最后本文針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的大規(guī)模性,在E-G隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案的基礎(chǔ)上,試圖通過將密鑰池合理的劃分改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的性能。仿真實(shí)驗(yàn)和性能分析表明,該方案不僅能夠解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存在的內(nèi)存消耗大且密鑰連通概率不