一种无状态的传感器网络密钥预分配方案

 在无线传感器网络中,节点被敌方捕获以后将泄露节点内存储的群组密钥等秘密信息,所以需要建立一种安全高效的群组密钥管理系统来及时对被捕获节点进行撤销,以保证无线传感器网络中群组通信的安全.提出一种基于逻辑密钥树结构的密钥预分配方案,群组控制者和密钥服务器(GCKS)为逻辑密钥树中每一逻辑节点分配一个密钥集,每一sensor节点对应一个叶节点,以及一条从该叶节点到根节点的路径,GCKS将该路径上所有节点的密钥植入sensor节点.节点撤销时,GCKS将逻辑密钥树分成互不相连的子树,利用子树中sensor节点的共享密钥进行群组密钥的更新.分析表明本方案满足无状态性,以及正确性、群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全性质,具有较低的存储、通信和计算开销,适用于无线传感器网络环境.     

适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中经常出现节点加入或退出网络的情况,提出了一种安全有效的混合式组密钥管理方案.多播报文的加密和节点加入时的组密钥更新,采用了对称加密技术;而系统建立后,组密钥的分发和节点退出后的组密钥更新,采用了基于身份的公钥广播加密方法.方案可抗同谋、具有前向保密性、后向保密性等安全性质.与典型组密钥管理方案相比,方案在适当增加计算开销的情况下,有效降低了节点的存储开销和组密钥更新通信开销.由于节点的存储量、组密钥更新开销独立于群组大小,方案具有较好的扩展性,适合应用于无线传感器网络环境.     

无线传感器网络中自治愈的群组密钥管理方案

 群组密钥管理的自治愈机制是保证无线传感器网络在不可靠信道上进行安全群组通信的重要 手段.基于采用双方向密钥链的群组密钥分发与撤销方法,提出了一个无线传感器网络中具有撤销能力的自治愈群组密钥管理方案.该方案实现了群组密钥的自治愈功能和节点撤销能力, 能够满足在较高丢包率的无线通信环境下传感器网络群组密钥管理的安全需求,确保了群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全属性.性能分析表明,该方案具有较小的计算和通信开销,能够适用于无线传感器网络.     

无线传感器网络中基于EBS的高效安全的群组密钥管理方案

为了保证无线传感器网络(WSN)群组通信的安全性,设计了一种基于EBS的群组密钥管理方案.提出方案首先通过合并链状簇和星型簇简化无线传感器网络的拓扑结构,然后通过增加网络被捕获时所需入侵节点的数量来防止攻击者通过少量共谋节点得到所有管理密钥,之后利用图染色算法对分配密钥组合的节点进行排序,并依据海明距离和EBS方法对网络中的传感器节点进行管理密钥分配.在此基础上给出了对传感器节点的加入和离开事件进行处理的方法.在有效性和性能分析阶段,首先通过2个实验分别对提出方案中共谋攻击的可能性和入侵节点数量对网络抵抗共谋攻击能力的影响进行分析,实验结果表明提出方案增强了WSN抵抗共谋攻击的能力;然后对提出方案和SHELL在加入事件和离开事件时的系统代价进行比较,结果表明提出方案所需的密钥更新消息数量和传感器节点存储量均小于SHELL方案.     

基于区域的异构无线传感器网络密钥管理

密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一.在随机密钥预分配方案的基础上,提出一种利用节点部署知识和已知区域信息的异构无线传感器网络密钥预分配方案,并分别从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真.结果表明,相比现有密钥管理方案,本方案能提高网络的连通性,减小节点所需存储空间,并增强网络抗攻击能力.     

一种有效的无线传感器网络密钥协商方案

 针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种适合无线传感器网络的密钥协商方案EKASFWSN(Efficient Key Agreement Scheme for Wireless Sensor Networks).该方案首先运用身份加密(IBE)算法预置网络系统参数并通过计算获得节点的相关参数;然后节点使用组播技术向邻居节点广播其ID号并利用Diffie-Hellman密钥交换技术和IBE算法安全地交换节点间的相关参数、计算节点的密钥;最后利用计算获得的节点间共享密钥使用对称密码方法对网络消息进行加、解密.与目前在WSNS研究中比较流行的传统网络密钥协商方案进行的理论分析和仿真实验,结果表明:EKASFWSN方案较好的解决了无线传感器网络在计算能力、能量、存储空间和带宽等方面的局限性问题;并通过密钥交换和身份加密等技术提高了节点通信的安全.     

基于混沌映射的密钥预分配方案

文中提出一种新的无线传感器网络密钥预分配方案——基于混沌映射的密钥预分配方案CMKP（Chaos Mapping based Key Pre-distribution）。CMKP方案利用整数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,其传感节点只需存储密钥池中部分密钥的密钥标识ID,改进了节点会话密钥计算方法。性能分析结果表明：在不增加通信开销的同时CMKP方案能够提高无线传感器网络的连通概率和安全性能。     

无线传感器网络的多空间密钥预分配方案

针对无线传感器网络的安全性要求,分析R.Blom的密钥预分配方案,并在此基础上做出改进,提出了多空间密钥预分配方案:为无线传感器网络中的每一个传感器节点构建多个密钥空间,并通过节点间的共同密钥空间使每个节点对之间都形成一个成对密钥。通过仿真实验测试该方案的安全性,实验结果认为该方案对于该方案对节点捕获攻击具有较高的弹性。     

无线传感器网络的轻量级安全体系研究

结合无线传感器网络现有的安全方案存在密钥管理和安全认证效率低等问题的特点,提出了无线传感器网络的轻量级安全体系和安全算法。采用门限秘密共享机制的思想解决了无线传感器网络组网中遭遇恶意节点的问题;采用轻量化ECC算法改造传统ECC算法,优化基于ECC的CPK体制的思想,在无需第三方认证中心CA的参与下,可减少认证过程中的计算开销和通信开销,密钥管理适应无线传感器网络的资源受限和传输能耗相当于计算能耗千倍等特点,安全性依赖于椭圆离散对数的指数级分解计算复杂度;并采用双向认证的方式改造,保证普通节点与簇头节点间的通信安全,抵御中间人攻击。     

基于中国剩余定理的移动Ad Hoc组密钥管理

针对Ad Hoc网络自组织和分簇的特点,基于Iolus密钥管理方案的分组思想,提出一种基于中国剩余定理的适合于Ad Hoc网络的组密钥管理方式,可减少密钥更新的通信量和控制节点的存储量,降低单点失效。     

An efficient group key management protocol using code for key calculation: CKC

This paper presents a new group key management protocol, CKC (Code for Key Calculation) for secure IP multicast. In this protocol which is based on logical key hierarchy, only the group key needs to be sent to new member at join. Then, using the group key current members and the new member calculate the necessary keys by node codes and one-way hash function. A?node code is a random number assigned to each node to help users calculate necessary keys. Again, at leave server just sends the new group key to the remaining members. By this key, members calculate necessary keys using node codes and one-way hash function. The security of the keys is based on one-wayness of hash function. The results show that CKC reduces computational and communication overhead, and message size largely at join without increasing them at leave.     

ID-based group key exchange mechanism for virtual group with microservice

Currently, research on network functions virtualization focuses on using microservices in cloud environments. Previous studies primarily focused on communication between nodes in physical infrastructure. Until now, there is no sufficient research on group key management in virtual environments. The service is composed of microservices that change dynamically according to the virtual service. There are dependencies for microservices on changing the group membership of the service. There is also a high possibility that various security threats, such as data leakage, communication surveillance, and privacy exposure, may occur in interactive communication with microservices. In this study, we propose an ID-based group key exchange (idGKE) mechanism between microservices as one group. idGKE defines the microservices' schemes: group key gen, join group, leave group, and multiple group join. We experiment in a real environment to evaluate the performance of the proposed mechanism. The proposed mechanism ensures an essential requirement for group key management such as secrecy, sustainability, and performance, improving virtual environment security.     

Group key management scheme for large-scale sensor networks

Wireless sensor networks are inherently collaborative environments in which sensor nodes self-organize and operate in groups that typically are dynamic and mission-driven. Secure communications in wireless sensor networks under this collaborative model calls for efficient group key management. However, providing key management services in wireless sensor networks is complicated by their ad-hoc nature, intermittent connectivity, large scale, and resource limitations. To address these issues, this paper proposes a new energy-efficient key management scheme for networks consisting of a large number of commodity sensor nodes that are randomly deployed. All sensor nodes in the network are anonymous and are preloaded with identical state information. The proposed scheme leverages a location-based virtual network infrastructure and is built upon a combinatorial formulation of the group key management problem. Secure and efficient group key initialization is achieved in the proposed scheme by nodes autonomously computing, without any communications, their respective initial group keys. The key server, in turn, uses a simple location-based hash function to autonomously deduce the mapping of the nodes to their group keys. The scheme enables dynamic setup and management of arbitrary secure group structures with dynamic group membership.     

基于LKH混合树模型的新型组播密钥更新方案

安全组播是组播技术走向实用化必须解决的问题。在组成员动态变化时,设计一个高效的密钥管理方案是安全组播研究的主要问题。提出了一种基于新型混合树模型的组播密钥更新方案。该方案将GC的存储开销减小为4,同时,在成员加入或离开组时,由密钥更新引起的通信开销与nm保持对数关系(n为组成员数,m为每一族包含的成员数)。     

An Identity-Based Group Key Agreement Proto col for Low-Power Mobile Devices

In wireless mobile networks, group mem-bers join and leave the group frequently, a dynamic group key agreement protocol is required to provide a group of users with a shared secret key to achieve cryptographic goal. Most of previous group key agreement protocols for wireless mobile networks are static and employ traditional PKI. This paper presents an ID-based dynamic authen-ticated group key agreement protocol for wireless mobile networks. In Setup and Join algorithms, the protocol re-quires two rounds and each low-power node transmits con-stant size of messages. Furthermore, in Leave algorithm, only one round is required and none of low-power nodes is required to transmit any message, which improves the e?-ciency of the entire protocol. The protocol’s AKE-security with forward secrecy is proved under Decisional bilinear in-verse Di?e-Hellman (DBIDH) assumption. It is addition-ally proved to be contributory.     

安全组播密钥批更新算法研究

密钥更新效率是影响组播安全性能的重要因素,将密钥组织成密钥逻辑树,对密钥树进行周期性批更新是提高密钥分发效率、降低密钥管理系统和用户负担的有效途径.本文提出一种密钥批更新算法,利用该算法可以进一步降低密钥更新对密钥管理系统和用户的负担;并利用该算法分析了密钥批更新的性能.     

Ad_hoc网络动态密钥管理

阐述了当前ad　hoc网络中有关认证和密钥管理的研究概况,特别论述了SecurePebblenets方法中密钥管理节点的生成,对节点加入和退出处理进行更详细分析,并补充了节点变化对簇的影响,对于ad　hoc网络密钥管理的研究具有一定参考价值。     

一种基于ID的传感器网络密钥管理方案

对偶密钥的建立是无线传感器网络的安全基础,它使得节点之间能够进行安全通信。但是由于节点资源的限制,传统的密钥管理方法在传感器网络中并不适用。在分析了现有密钥预分配协议的前提下,该文提出一种新的基于ID的密钥预分配协议。此协议用计算和比较散列值的方式替代广播方式协商密钥,减少了传感器节点大量的通信消耗。然后,分析了所提出方案的安全性、通信量和计算量,并和已有协议进行了比较。结果表明本文的方法不仅能保证安全性,而且节约了大量通信资源。     

一种基于KeyRev的无线传感器网络密钥撤销方案

KeyRev密钥撤销方案可以在一定程度上销毁无线传感网络中的受损节点,并可以生成新一轮通信中会话密钥,已生成会话密钥的节点即可生成数据加密密钥和MAC校验密钥。但因其是采用明文广播受损节点信息。使遭受攻击的节点很容易发现自己身份暴露,从而采取欺骗、篡改等手段依然参与网络通信。对此方案予以改进优化,对广播信息隐蔽处理,更加安全有效地剔除网络中的受损节点。