基于矩阵的无线传感器网络密钥预分配

为了提高邻居节点建立共享密钥的概率, 减少无线传感器网络资源的消耗, 从而进一步提高无线传感器网络中的连通性, 提出了一种基于矩阵的无线传感器网络的随机密钥部署方案。该方案在无线传感器的目标划分区域中采用3×3矩阵的方式进行密钥预分配, 使邻居节点共享直接密钥的个数为q, 提高了节点间共享密钥的阈值, 减少了节点存储冗余密钥的数量。数据分析和仿真结果表明, 该方案不但在存储密钥数量和安全性方面有较好的性能, 而且连通率为100%。     

基于二元多项式的无线传感器网络密钥管理方案

在复杂、无人值守的无线传感器网络环境中,传感器节点容易遭受攻击者对节点的俘获攻击.基于对称多项式的随机密钥预分配方案为节点的通信提供了一种安全机制,但是此方案存在t门限性质的问题.为了更好地解决这一问题,提高节点的抗俘获能力,通过一种安全的密钥协商方式,使用单向hash函数对多项式的值进行处理,并设计一种完善的有新节点加入时的密钥分配方法.分析表明,改进后的方案在原方案安全机制的基础上,能更有效地抵御攻击者的合谋攻击.     

传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案

提出一种传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案。该方案把部署区域划分为正六边形网格,将节点分成不同的簇,密钥空间划分为与簇相对应的子集;簇头节点之间采用多密钥空间随机预分配方案进行共享密钥发现,簇头节点与普通节点间则采用单项散列计算的方式计算共享密钥。性能分析和仿真结果表明,该方案在连通率及抗捕获攻击方面有较好的性能改善,通信和存储开销预算较合理。     

基于网格部署模型的WSN密钥分配方案

针对现有密钥预分配方案中网络连通性差、存储开销大、节点抗攻击能力不强等问题,提出一种基于网格部署模型的无线传感器网络密钥分配方案。该方案将部署区域划分为相互不重叠的六边形网格,为每个网格分配多个不同的密钥空间,且使任意相邻的网格之间仅共享一个密钥空间。根据节点的部署信息和已知的区域信息为其分配密钥信息,从存储开销、网络连通性和安全性方面对方案进行性能分析。实验结果表明,与已有密钥分配方案相比,该方案的网络连通率为1,不仅能降低节点内存需求,而且增强了无线传感器网络中节点抗随机攻击和区域攻击的能力。     

无线传感器网络密钥分配方案改进与仿真研究

研究无线传感器网络安全中的密钥分配问题.由于传感器网络规模大、节点能源非常受限等特点,传统网络中使用的密钥分配策略并不适用于无线传感器网络.为了提高网络的安全性能,在预共享密钥和随机密钥分发方案的基础上,提出一种改进的随机密分配方案.首先通过传感节点的能量大小建立源传感节点到目的传感节点的多条传感节点不相交路径,然后根据传感节点的最小最大能量原理选择一条合适的传感节点不相交路径作为源传感节点和目的传感节点协商路径密钥的通道.仿真结果表明,改进后的方案保留了原方案的网络高安全性等优点,而且进一步节省了节点通信能量,延长了网络的生存周期,更加适用于能量非常受限的无线传感器网络.     

无线传感器网络密钥种子管理和分配模型及应用

随机密钥种子预分配方案是实现安全的无线传感器网络应用的首选方案,该方案在无线传感器网络节点布置之前建立和分配某种密钥种子信息,在网络节点布置之后利用密钥种子信息建立或发现节点之间安全的通信链路.根据传感器网络的通信保密和节点认证需求,提出了通用密钥种子管理和分配模型(KSMA).该模型可用于预分配方案的安全分析,描述了预分配方案的5个安全属性.在KSMA模型中,基于单向累加器,定义了一类新的密钥种子结构,提出了新的密钥种子预分配方案和节点秘密共享发现协议,并在UC(universally composable)安全框架中对新的秘密共享发现协议进行了可证明安全分析.在新方案中说明了如何设定密钥池参数和节点密钥链参数的方法,该方法不仅保证了高概率的安全链路建立,而且可以通过节点身份证人确认机制实现节点之间身份认证,有效地防御传感器网络Sybil攻击.通过与其他方案的分析对比,新方案改善了网络安全弹性、综合性能良好.     

异构传感器网络中的一种混合密钥预分配方案

针对异构无线传感器网络,提出一种混合密钥预分配方案。该方案针对异构节点采用不同密钥预分配策略：高级节点采用基于身份的公钥密码机制进行节点间的认证和密钥协商;普通节点主要采用基于单向散列链的随机密钥预分配策略,在高级节点的辅助下进行对偶密钥的建立。在对偶密钥建立过程中,采用共享密钥发现和密钥协商相结合的方法,充分发挥公钥密码机制和随机密钥预分配策略的优势,达到较好的安全连通性和抗毁性。理论分析和仿真试验结果证明方案的可用性和安全性。     

基于分簇的无线传感器网络密钥预分配方案

在无线网络传感器防止虚假攻击保证网络安全问题的研究中,针对无线传感器网络中的安全和提高系统识别认证能力问题,为了实现无线传感器网络中的安全通讯,需要对传感器节点间传递的信息进行加密.传统网络中使用的密钥分配策略,并不适用于无线传感器网络.分析了已有无线传感器网络密钥分配方案的特点.为了提高网络通信的安全性,尤其是在部分传感器节点被捕获后整个网络的健壮性,在分配方案基础上,采用一种分簇网络体系的密钥预分配方案.实验结果保证了连通率,节约存储空间,证明适用于现有的无线传感器网络.     

无线Ad Hoc网络组密钥协商和管理方案

提出了一种无线Ad Hoc网络组密钥协商和管理方案，协商过程不需网络有特定拓扑结构，节点间不需预先的共享信息，协商结构易于维护，满足Ad Hoc网络无基础结构的特点和网络节点移动产生的密钥更新要求。分析表明，该方案充分考虑Ad Hoc节点分布特点，密钥安全可靠，防止dominator合谋攻击，密钥结构便于管理。节点间通信可靠迅速，减少了通信时延，密钥协商的通信量和计算量较已知协议有改进，适合于各类的无线Ad Hoc网络。     

基于分层网格的无线传感器网络密钥预分配方案

无线传感器网络自身的特征,如网络规模庞大、动态的拓扑结构、有限的计算、通信和存储能力等,使得传统的密钥分配和管理机制无法进行直接应用。基于分层网格提出了一种新的适用于无线传感器网络的密钥预分配方案。该方案采用多项式方法在传感器节点间建立共享密钥,并引入分层网格结构实施密钥的预分配。这种设计方法有效地降低了部分节点被俘获后对网络安全造成的影响,增强了网络的健壮性,而且其计算和存储开销也不大,具有一定的实用性。     

一种新的无线传感器网络密钥预分配方案

针对无线传感器网络资源有限的特点,给出了一种基于平面格的密钥预分配方案,该方案存储开销与能量消耗较小,能确保所有邻近节点直接建立对偶密钥,但安全性能较差。然后将方案扩展到三维格上,提出了基于三维格的密钥预分配方案,分析结果表明方案具有较好的可扩展性与抵抗攻击的能力。     

An efficient and scalable pairwise key pre-distribution scheme for sensor networks using deployment knowledge

Pairwise key establishment is a fundamental security service for sensor networks. However, establishing pairwise key in sensor networks is a challenging problem, particularly due to the resource constraints on sensor nodes and the threat of node compromises. On the other hand, adding new nodes to a sensor network is a fundamental requirement for their continuous operation over time, too. We analyze the weaknesses of security due to node capture when adding sensor nodes using key pre-distribution schemes with “fixed” key pools. In this paper, we propose a new approach, which separates the nodes into groups, the nodes in a group communicate with each other using pairwise keys pre-distributed, the communications between any two neighbor groups are accomplished also through pairwise keys, which is computed based on the pre-distributed Hash chain. We show that the performance (e.g. continuous connectivity, continuous network resilience against node capture and memory usage) of sensor networks can be substantially improved by using our scheme. The scheme and its detailed performance evaluation are presented.     

一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案*

提出一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案。基站通过计算节点秘密信息构成的多项式来生成网络的全局密钥,节点通过全局密钥可以认证网络中的合法节点。节点用全局密钥经过Diffie-Hellman密钥交换来生成与邻居节点之间唯一的会话密钥。该方案能够动态更新密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的信息泄露、密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题。性能分析表明,该方案与现有的密钥预分配方案相比,具有更低的存储开销、通信开销、良好的扩展性和连通性。     

基于双混沌映射的密钥预分配方案

现有无线传感器网络中密钥管理方案无法同时获取理想的网络安全连通性和网络抗毁性.针对该问题,提出一种基于双混沌映射的密钥预分配方案,利用混沌映射产生具有良好随机性和自相关性能的混沌序列形成密钥池,仅需向节点预分发数量较少的密钥标识,就能够以较高的概率建立密钥连接.改进节点会话密钥的生成方式,降低密钥被破译的可能性.理论分...     

安全的无线传感器网络密钥预分配方案

密钥管理是无线传感器网络(WSN)安全的核心问题。基于二元对称多项式的随机密钥预分配方案为节点的通信提供了一种安全机制,但这些方案都存在“t-security”问题,很难抵制节点的捕获攻击。为了更好地解决该问题,提高网络的安全阈值及节点的抗捕获能力,采用可转化三元多项式代替二元对称多项式来建立节点间通信,并引入密钥分发节点进行分簇网络密钥分发。同时,由于对节点密钥采用单向Hash函数进行处理,提高了密钥破解难度。分析结果表明,该方案提高了网络的安全性及节点的抗毁性与可扩展性,降低了传感器普通节点的存储与计算开销。     

基于Hash函数的无线传感器网络密钥预分配方案

密钥分配是无线传感器网络通信安全的基础。在Echenauer和Gligor的随机密钥预分配方案的基础上，提出了一个基于Hash函数的密钥预分配方案。该方案利用Hash函数来计算出节点中部分的预置密钥，用Hash函数的单向运算特性来增强网络抵抗攻击的能力。分析表明，与现有的密钥预分配方案相比，该方案的计算负载小，安全性能高，更适合于无线传感器网络。     

自组网中一种新的组密钥更新策略

组播是自组网应用中的一个重要组成部分，如何对组播通信中的密钥进行管理，使得密钥能够安全地分发和高效地更新是目前的一个研究热点。该文提出了一种新的组密钥更新策略。利用多个密钥池进行密钥预分发，建立对称密钥进行组密钥的更新，基于ID的密码系统，降低节点的计算量和通信量。该策略的安全模型符合主动外部攻击模型，满足强安全性。对新策略的安全和性能进行了详细的分析。     

无线传感器网络对偶密钥误用检测算法

无线传感器网络正常节点之间的对偶密钥有可能受损,攻击者将误用受损密钥伪造信息数据包,破坏正常通信或消耗节点有限的资源。针对这一问题,提出一种对偶密钥误用检测算法。在每一个信息数据包里附加一个可验证的认证因子,转发节点通过验证认证因子就能够确认对偶密钥是否被误用。通过安全分析和性能分析表明该检测算法的有效性。而且,该算法可集成到大多的密钥预分发算法或错误数据过滤算法,以提供更可靠的安全通信。     

基于二元对称多项式的WSN密钥管理方案

针对LEAP方案存在的一个缺点,即在密钥建立过程中,由于一个节点被俘获而导致网络中其他节点的安全受到威胁,提出一种基于二元对称多项式的无线传感器网络密钥管理方案,分析表明该方案不仅能克服LEAP方案的缺点,而且还具有抗捕获能力强、能够抵抗合谋攻击和Hello Message攻击等优点。与LEAP方案相比,其存储代价和通信代价相同,计算代价略有增加。