無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全密鑰管理方案的研究.pdf

1、由于傳感器節(jié)點(diǎn)資源受限以及無線通信的本質(zhì)特性，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)極易受到攻擊，尤其是當(dāng)WSN處于無人監(jiān)管的不利環(huán)境中(如戰(zhàn)區(qū))。在這樣的環(huán)境里，敵人可以對(duì)節(jié)點(diǎn)實(shí)施物理捕獲和破壞，竊取節(jié)點(diǎn)中的重要數(shù)據(jù)，包括用來加密和認(rèn)證的密鑰信息。因此，提供安全服務(wù)以確保WSN的生存顯得十分重要。本文以傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理為主題，進(jìn)行了相關(guān)研究和分析。 首先提出改進(jìn)的三密鑰管理框架，針對(duì)原方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)連通性較差等不足，加以改進(jìn)和優(yōu)化

2、：舍棄多級(jí)分簇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而簡單地采用LEACH協(xié)議的單層分簇模型，這樣可以簡化網(wǎng)絡(luò)模型，節(jié)省多級(jí)簇頭節(jié)點(diǎn)通信帶來的額外開銷，不過同時(shí)也加劇了簇頭的通信頻度。其次調(diào)整安全路由算法，以適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使之更易于操作和實(shí)現(xiàn)。 提出一種新型的基于多項(xiàng)式和分組的密鑰管理機(jī)制，在WSN網(wǎng)絡(luò)的安全性、可擴(kuò)展性、連通性、節(jié)點(diǎn)開銷等性能指標(biāo)之間取得良好的平衡。該方案使用多項(xiàng)式計(jì)算共享密鑰以提高節(jié)點(diǎn)的抗攻擊性，確保網(wǎng)絡(luò)安全性；引入分組思想

3、，提高網(wǎng)絡(luò)連通性，彌補(bǔ)多項(xiàng)式機(jī)制的不足；同時(shí)設(shè)計(jì)獨(dú)特的分組模式將節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符劃分為組標(biāo)識(shí)符和組內(nèi)成員標(biāo)識(shí)符，通過擴(kuò)展組內(nèi)成員標(biāo)識(shí)符以提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性，從而支持傳感器節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)加入。 選擇網(wǎng)絡(luò)仿真模擬器OMNeT++，使用編程語言C++對(duì)上面提出的兩種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。三密鑰改進(jìn)方案的仿真結(jié)果顯示，在節(jié)點(diǎn)開銷差不多的情況下，該方案具有較好的網(wǎng)絡(luò)安全性能，并可支持更大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，但是方案不能支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)加入：對(duì)基于多項(xiàng)式和分組的