基于身份的層次式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組播廣播密鑰管理方案研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，簡(jiǎn)稱(chēng)WSN)是一種綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的新一代網(wǎng)絡(luò)，有著廣泛的應(yīng)用前景。廣播是WSN數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞街唬瑢ふ乙环N高效、安全的廣播密鑰管理方案對(duì)安全敏感的WSN應(yīng)用場(chǎng)景（如小區(qū)安保、戰(zhàn)地偵測(cè)等）尤為重要。
　　 與非對(duì)稱(chēng)密鑰相比，對(duì)稱(chēng)密鑰的最大優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算量小。但是其明顯的缺點(diǎn)是必須有一個(gè)密鑰預(yù)分配過(guò)程，即事先將對(duì)稱(chēng)密鑰存

2、儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)中，對(duì)增加和替換節(jié)點(diǎn)就顯得不夠靈活。但是一般說(shuō)來(lái)，公鑰加密體制的算法復(fù)雜性和存儲(chǔ)容量的需求都比對(duì)稱(chēng)加密體制大，而且公鑰加密體制還需要公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(Public-Key infrastructure， PKI)等配套設(shè)施，不適于WSN這種處理能力和存儲(chǔ)能力高度受限的環(huán)境。
　　 本文首先在分析現(xiàn)存基于對(duì)稱(chēng)密鑰廣播密鑰管理方案的基礎(chǔ)上，提出了一種廣播密鑰管理方案。該方案對(duì)生成的廣播樹(shù)進(jìn)行分組，根據(jù)相鄰組間海明距離盡量小的原則

3、分配密鑰，增強(qiáng)安全性同時(shí)有效降低了組成員異動(dòng)引起的密鑰更新消耗。通過(guò)與幾種經(jīng)典密鑰管理方案對(duì)比，證明方案在通信、存儲(chǔ)性能和抗合謀攻擊能力等方面有顯著改善。
　　 然后，在研究基于橢圓曲線密鑰機(jī)制的基礎(chǔ)上提出了一種適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的輕量級(jí)廣播方法，并在隨機(jī)預(yù)言模型中就選擇密文安全性和完整性給出了證明，在計(jì)算復(fù)雜性、內(nèi)存需求等方面，與經(jīng)典算法進(jìn)行了分析比較，結(jié)果表明算法在各方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
　　 最后，針對(duì)本文提出兩種