無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理與信息加密研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）是信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的一個重要研究方向，在軍事、交通、醫(yī)療等方面具有良好的應(yīng)用前景。WSN受到諸多因素限制，使得輕量級、低能耗的密鑰管理和信息加密技術(shù)等安全協(xié)議成為WSN中研究的重要方向。密鑰管理是信息加密、實體認證等技術(shù)的基礎(chǔ)。而混沌加密技術(shù)以其資源消耗少、加密速度快等特點成為近年WSN加密技術(shù)研究的熱點。
　　本文首先介紹了現(xiàn)有的密鑰管理和信息加密技術(shù)。在

2、總結(jié)分析了密鑰管理和信息加密技術(shù)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對基于ECC的簇內(nèi)分組密鑰管理算法和基于Logistic映射的分組加密算法進行了改進。本文主要創(chuàng)新性研究工作如下:
　　(1)在密鑰管理方面，研究了現(xiàn)有的密鑰管理算法，指出了現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點。然后選擇了近年來提出的具有較好應(yīng)用價值的密鑰管理算法—基于ECC的簇內(nèi)分組密鑰管理算法進行深入研究。指出了該算法在密鑰更新過程中使用單鏈路分發(fā)密鑰的方式存在安全問題以及效率低的問題，在新節(jié)點加入

3、過程中存在前向安全問題。針對以上不足，結(jié)合分層分組式密鑰管理模型提出了改進方案，并與原方案在安全性、存儲開銷和能量開銷上做了對比分析，證明了改進后的算法整體性能有所提高。
　　(2)在信息加密方面，研究了現(xiàn)有的混沌映射方法，分析了現(xiàn)有混沌映射由于固有的短周期現(xiàn)象易產(chǎn)生弱密鑰的根本原因。指出了在混沌映射中可以通過擾動初始值x0和擾動參數(shù)u來減少短周期對隨機序列性能的影響，并提出了基于參數(shù)擾動的Logistic混沌映射，測試了基于參數(shù)

4、擾動的Logistic混沌映射和普通混沌映射產(chǎn)生二進制序列的隨機性性能，證明了改進方案能夠極大地改善短周期問題，提高序列的隨機性。
　　(3)在基于參數(shù)擾動的Logistic混沌映射的基礎(chǔ)上，研究基于Logistic映射的分組加密算法，并使用選擇明文攻擊對該算法進行成功的破解。然后針對破解過程，對該算法提出了密文反饋的改進方式以抵抗選擇明文攻擊，并改進了移位算法使得攻擊者不能通過窮舉的方法獲得移位位數(shù)D。最后在安全性、密鑰敏感性等