面向WSN的双向认证与密钥协商方案设计

由于无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）节点计算能力等资源受限，如何使用较少的计算量实现节点间的认证与密钥协商以保证通信安全一直是研究的热点。针对基于对称密码的认证方案网络扩展性较差、密钥更新困难的问题，以及基于非对称密码的认证方案计算资源开销大的问题，面向WSN安全需求，提出了一种基于身份的非双线性节点认证与密钥协商方案，以椭圆曲线密码算法（Elliptic Curve Cryptography,ECC）为基础，实现了通信节点之间的双向认证、会话密钥协商、确认和更新。分析表明，方案可以满足无线传感器网络节点密钥协商过程所需的几种典型的安全属性，且在资源消耗上有所优化。     

基于完全层次树的无线传感器网络密钥共享方案研究

无线传感器网络由于其自身的特性，如计算资源、能量、存储资源以及带宽的局限性从而面临巨大的安全问题，较普通网络更易受到外界的攻击。研究了一种在无线传感器网络中使用的完全层次树的节点密钥共享方案，该方案使任意两个节点之间共享若干密钥。理论和应用分析显示所提出的方案具有有效性和安全性的特点。同时，通过相关方案比较表明该方案较其它方案更适合无线传感器网络，可以有效的抵御一类Rushing引起的网络DoS攻击。     

一种基于Waters-IBE的在线/离线加密方案

针对无线传感器网络中传感器节点能量和计算能力的局限性,本文在Waters-IBE的基础上,提出了一种基于身份的在线/离线加密算法.该算法将加密过程划分为两个阶段:离线阶段和在线阶段.离线阶段由PKG或基站完成,在获得接收者身份和将要加密的消息之前可进行大量复杂运算;在线阶段在节点中只需进行简单运算就可加密消息.在完全模型下可证明算法是CPA安全的.仿真实验表明,算法减轻了节点中的运算量并降低了运算时间,从而更加适用于无线传感器网络.     

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.     

无线传感器网络中基于身份的短签名方案

文中在前人的一种基于身份的无线传感器网络加密方法的基础上进行改进：一是用完备的Boneh—Franklin算法代替基本的Boneh—Franklin算法,因为基本的Boneh-Franklin算法容易遭受选择密丈攻击,并将完备的Boneh—Franklin算法无缝地应用到无线传感器网络加密通信中;二是在BF—IBE和BLS短签名方案基础上提出了一种基于身份的短签名方案,其签名长度短（大约160bit）,特别适用于带宽受限的无线传感器网络,并对算法的复杂性、安全性和存储需求等方面进行了分析。     

一种基于双密钥的无线传感网络动态密钥管理方案

针对无线传感网络节点的存储空间、能量等的限制,以及动态密钥管理的无身份认证的安全问题等,提出一种类似一次一密的双密钥管理方案.该方案增加了身份认证模块,以及新节点的认证机制.同时在更新动态密钥时引入盐值,这一特性又进一步增强了无线传感器网络的抗毁性能.最后分析了方案的存储量、连通性以及安全性：在超过6 000个节点的网络环境下,该方案单个节点的密钥存储量大幅降低,仅有E-G方案的一半左右;在连通性方面,E-G方案是基于概率的,一般为0.9,而该方案的连通率为1;在安全性方面,该方案降低了密钥环的数量,未捕获节点的密钥暴露概率比E-G方案低很多.     

WSN中一种改进的密钥管理方案研究

密钥管理作为传感器网络安全中最为基本的环节,在认证和加密过程中起着重要作用。针对无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的通信密钥易被破解的缺点以及为建立安全信道而增加密钥会造成网络的连通率低的问题,提出了一种改进的无线传感器网络密钥管理方案,通过定位算法得到网络中的坐标,利用所得到的位置信息对所存储的密钥空间进行优化,可以增大2个邻居节点拥有相同密钥空间的概率。实验结果表明:该方法占用较小密钥存储空间,能明显改善网络连通性和网络的安全性等性能,提高安全性。     

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.     

基于身份的加密算法在无线传感器网中的实现

由于无线传感器网络在电源、计算能力、内存容量等方面的局限性,大部分公钥加密算法被认为无法适用.基于身份的加密算法(IBE)因不需要PKI(公钥基础设施)支持而成为研究热点.首先给出椭圆曲线参数和双线性对的选择,并对算法实现中的主要运算进行了描述,最后给出仿真结果.分析结果表明,IBE算法在无线传感器网络中是可行的和有效的.     

基于身份加密的无线传感器网络密钥分配方法

由于无线传感器网络在电源、计算能力和内存容量等方面的局限性,传统的网络密钥分配和管理方法已不适用.本文从基于身份密钥体系出发,提出了一种适用于无线传感器网络的密钥预分配方法.首先简要介绍了身份密钥体系,特别是Boneh-Franklin算法,然后基于身份密钥系统和Diffie-Hellman算法,给出我们的密钥分配方法,并从方法的复杂性、安全性、健壮性和内存需求等方面,与随机算法等进行了分析比较,结果表明我们的算法在这些方面有一定的优势.最后我们讨论了可进一步研究的内容.     

An Authenticated Identity-Based Key Establishment and Encryption Scheme for Wireless Sensor Networks

1Introduction Wirelesscommunicationhasbeenahotissuesince1990.includingAdhocandwirelesssensornetworks,etc.Especially,WirelessSensorNetwork(WSN).Whichhasreceivedconsiderableattentionduringlast decade[1-2].Ithasbeendevelopedforawidevarietyof applications,inc…     

Identity-based key agreement and encryption for wireless sensor networks

1 Introduction WSN has received considerable attention during last decade [1?4] (see, for example, the proceedings of the ACM and IEEE Workshops on WSN). It has wide variety of applications, including military sensing and tracking, environment and securit…     

EKAES: An efficient key agreement and encryption scheme for wireless sensor networks

Wireless sensor networks are being deployed for some practical applications and their security has received considerable attention.It is an important challenge to find out suitable key agreement and encryption scheme for wireless sensor networks due to limitations of the power,computation capability and storage resources.In this paper,an efficient key agreement and encryption scheme for wireless sensor networks is presented.Results of analysis and simulations among the proposed scheme and other schemes show that the proposed scheme has some advantages in terms of energy consumption,computation requirement,storage requirement and security.     

一个大规模无线传感器网络的密钥动态管理策略

 为了解决大规模无线传感器网络的密钥管理问题,提出了基于EBS系统的两级密钥动态管理策略.该策略从网络部署开始,在整个生命周期内对节点内的密钥进行动态管理.针对无线传感器网络的特性,节点的密钥管理分为三个阶段:初始化阶段、稳定阶段和动态变更阶段.实验表明,TLKMS策略能够在一定程度上节省存储空间并提高网络抵御攻击的能力.     

A Distributed Secure Data Collection Scheme via Chaotic Compressed Sensing in Wireless Sensor Networks

Motivated by chaos technology and compressed sensing, we propose a distributed secure data collection scheme via chaotic compressed sensing in wireless sensor networks. The chaotic compressed sensing is applied to the encrypted compression of sensory data for sensor node and the data acquisition for whole sensory in wireless sensor networks. The proposed scheme is suitable for long-term and large scale wireless sensor networks with energy efficiency, network lifetime and security. A sensing matrix generation algorithm and active node matrix algorithm based on chaos sequence are proposed to ensure the secure and efficient transmission of sensor packets. The secret key crack, forgery, hijack jamming and replay attacks on the proposed algorithm are evaluated to show the robustness of this scheme. Simulations and real data examples are also given to show that the proposed scheme can ensure the secure data acquisition in wireless sensor networks efficiently.     

一种基于随机密钥的无线传感器网络加密方案

密钥的建立与管理是无线传感器网络安全的重要且基础的组成部分,是影响大规模应用的一个关键问题。近来,密钥建立与管理成为无线传感器网络安全领域一个活跃的研究分支。提出一种基于随机密钥预分配的无线传感器网络加密方案。该方案通过密钥互斥机制解决传统随机密钥预分配方案中点到点数据源认证问题。     

基于ECC的无线Mesh网络身份认证方案

文章对于无线Mesh网络环境,提出了一种基于ECC的双向身份认证方案。方案采用公钥证书、Hash函数等技术,不仅提供了安全的身份认证和密钥协商功能,而且具有运算量小、传输参数少的优点,较容易在无线Mesh网络中实现。     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。