WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

移动Ad Hoc网络基于椭圆曲线密码体制的安全性研究

安全性是限制移动Ad Hoc网络广泛应用的主要瓶颈；Ad Hoc网络的安全问题表现为密钥生成、密钥管理和路由安全方面．基于椭圆曲线的密码体制以其更短的密钥长度以及较低的资源需求，更适合应用于资源有限的Ad Hoc环境中、对移动Ad Hoc网络，首先给出基于椭圆曲线密码体制的GDH、3协议产生组密钥的方案；其次利用椭圆曲线密码体制实现安全路由协议SAODV(Securing Ad Hoc on—demand distance vector muting)，并通过试验进一步验证了方案的可行性．     

无线传感器网络中移动场景下的密钥管理方案

在分簇型无线传感网络中,针对节点密钥易受攻击以及节点的移动性导致密钥管理复杂等问题,基于互斥基底系统提出了一种移动场景下的密钥管理方案。该方案给出了密钥的建立和更新、节点间通信的实现过程。针对节点的移动性,给出了节点离开当前簇和加入新簇的实现过程。仿真实验结果表明:本文提出的方案不但有较低的存储开销,而且有较高的安全连通性和对捕获节点的抵抗性。     

基于椭圆曲线密码体制的无线传感器网络对偶密钥管理的研究

提出了一种适用于无线传感器网络的基于椭圆曲线密码体制的对偶密钥管理方案,引入了证书服务,可以实现密钥的分配、更新、撤销以及新加入节点时的密钥生成．分析结果表明,与现有的密钥更新方案比较,基于椭圆曲线密码体制的无线传感器密钥更新方案有效地减少了密钥的存储空间;在密钥更新阶段中加入保密和认证功能,增加了网络攻击的难度．     

一种改进的环形分簇无线传感器网络密钥管理方案

针对分簇无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)能量不均衡、连通率低和效率低等问题,提出一种方形环状密钥管理方案,详细描述了密钥管理全过程,包括：初始化、簇节点身份信息(identity document, ID)、簇间密钥管理、簇内密钥管理、节点通信、密钥更新和节点加入与退出等。其中,簇间密钥管理使用改进椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换(elliptic curve Diffie-Hellman key exchange, ECDH)的密钥协商方案,簇内密钥管理使用基于中国剩余定理的密钥分配方案。形式化安全分析证明方案的正确性和安全性,对多种已知攻击的非形式化分析证明方案可抵抗各种安全攻击;能耗分析表明方案具有较低的存储、计算和通信开销。因此,该方案在兼顾安全性的同时能有效降低能耗,适用于资源受限的WSN。     

基于椭圆曲线的无线多媒体传感器网络安全密钥预分配方案

随着物联网应用的兴起,将有越来越多的隐私信息通过多媒体传感器进行传输,因此,必须对多媒体传感器节点之间的通信加以保护,以达到隐私保护的目的。文中提出一种基于椭圆曲线的无线多媒体传感器网络的安全密钥预分配方案,它利用椭圆曲线上的不同基点作为种子密钥,并基于种子密钥进行倍点运算生成私钥环,该私钥环在节点部署之前被分配给每个传感器节点,通过选择合适的私钥环大小,两个相邻节点共享相同私钥的可能性高,其他不共享私钥的相邻节点亦可通过路径密钥经由中间节点实现安全通信,从而保障整个传感器网络的隐私通信安全。仿真结果表明,该方案具有较好的网络连通性和防御性。     

一种有效的无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络存储空间和带宽等局限性问题,提出了一种有效的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击.理论分析与仿真结果表明:当网络节点数为10～60时,节点存储密钥数只有2～12;节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放...     

无线传感器网络安全方案分析与设计

本文首先分析了无线传感器网络所面临的安全威胁,探讨了无线传感器网络安全需求。在此基础上提出了一种新的密钥管理方案——基于节点双密钥链的密钥管理方案。新方案采用分组部署的方式,为每个传感器节点预装入双密钥链。新方案能提高网络安全连通概率、负载、抗节点俘获能力等性能,并支持节点的移动。     

一种新的基于ECC的Ad hoc组密钥协商协议

在Ad hoc网络中进行安全的组通信,安全的组密钥协商协议是关键.采用椭圆曲线密码方案(elliptic curve cryptosystems,ECC),提出了一种安全有效的Ad hoc网络组密钥协议,并对其可行性和安全性进行了证明.针对Ad hoc 网络节点有随时加入或离开组的特点,提出有效的具有前向保密与后向保密...     

传感器网络上群组密钥协商协议的设计与实现

针对无线传感网节点群组通信存在的安全问题,在无线传感器网络上设计并实现了基于椭圆曲线的固定轮数的群组密钥协商协议。从设计和实现的角度,首先,对椭圆曲线标量乘进行基于NAF表示法的窗口滑动技术优化;然后,分析群组密钥协商协议在传感器网络上存在的问题,提出了数据流驱动网络协议解决方案;最后,在国产无线传感器节点GAINST-CC2430上,首次使群组密钥协商协议在实际无线传感器网络上得到实现。     

一种高连通率的传感器网络密钥预分配方法

密钥管理是无线传感器网络安全的基础,其中密钥预分配是可行性比较高的密钥管理方法,节点之间的共享密钥的概率一直是密钥预分配中比较重要的性能指标,可是现有的无线传感器网络密钥预分配方案大多存在节点间密钥共享概率低或者共享概率不稳定的问题.结合Blom对称多项式,通过改进TD方法,提出了一种改进的密钥预分配方法,该方法能够实现稳定的节点间高密钥共享概率,从而保证了无线传感器网络的安全连通,此外该方法还具有灵活易变的特性,可以改变传感器分组数目以及传感器存储的密钥个数,满足实际需求.     

An Efficient Key Management Protocol for Wireless Sensor Networks

Key management is a fundamental security service in wireless sensor networks. The communication security problems for these networks are exacerbated by the limited power and energy of the sensor devices. In this paper, we describe the design and implementation of an efficient key management scheme based on low energy adaptive clustering hierarchy（LEACH） for wireless sensor networks. The design of the protocol is motivated by the observation that many sensor nodes in the network play different roles. The paper presents different keys are set to the sensors for meeting different transmitting messages and variable security requirements. Simulation results show that our key management protocol based-on LEACH can achieve better performance. The energy consumption overhead introduced is remarkably low compared with the original Kerberos schemes.     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

簇状WSN的分层密钥管理方案

有效的密钥管理方案是实现无线传感器网络安全通信的关键。针对簇状结构无线传感器网络自身的一些特性,本文提出一种簇状无线传感器网络的分层密钥管理方案。在本方案中,分别在簇内和簇间采用不同的密钥管理体制,簇内通信密钥利用中国剩余定理生成,在将复杂计算转交给基站的同时。降低了组密钥的存储空间;簇间通信密钥借助BLOM矩阵的思想生成,有效地提高了簇头节点抗击俘获的能力。通过对比分析,该方案有效地节省了节点的能童,每个节点不需要存储大量的共享密钥,而是按照不同的传输信息和安全需求存储相应类型的密钥。并提供了较强的可扩展性、网络的可靠性、高效性等安全性能。     

基于逻辑密钥树的组播密钥管理研究进展

介绍了基于逻辑密钥树的组播密钥管理方案,以及针对逻辑密钥树的改进方案.分析了各个方案如何从组播应用的要求和限制出发,在满足安全需求、提高服务质量的同时尽量降低开销,指出各个方案都是在安全性、服务质量和开销等3个方面的要求之间进行适当的折衷与平衡.通过对各个改进方案的出发点及其优缺点的分析,为如何根据实际情况设计适合具体组播业务的密钥管理方案提供了参考.     

一种改进的大规模移动自组织网络公钥管理方案

由于不需要基础设施和复杂的安全引导过程,证书链成为移动自组织网络公钥管理的一种重要可选方案.现有方案很大程度上依赖于节点的移动性,具有很长的预热期,认证成功率低.通过实验分析表明:对大规模移动自组织网络进行分簇,在随机选取的两个簇首之间以一定的概率相互签发少量的证书,形成的证书图涌现出明显的小世界现象.在此基础上,提出了一种改进的自组织公钥管理方案,利用证书图的小世界特征改进本地证书库的创建和认证过程.仿真结果表明,提出的改进方案在相同环境下认证成功率达到80%以上,比原有方案约50%的认证成功率有很大的提高.     

基于身份的前向安全和可公开验证签密方案

针对具有前向安全性和可公开验证的签密方案进行研究,基于Liber 和Quisquater的签密方案,给出了一个新的签密方案,并对所提出方案的安全性和效率进行了分析.结果表明:文章给出的签密方案实现了同时提供前向安全性和可公开验证性;而基于身份公钥密码和双线性对技术,使该方案又具有密钥长度短和密钥管理简单的特点,使其具有与LQ签密方案相当的效率.这种高效性和高安全性签密方案的提出,不仅对相关公开问题的解决具有一定理论意义,同时文中签密方案能更好的满足电子商务等实际应用的高安全需求,因此也具有一定应用价值.     

异构小蜂窝网络移动性管理研究综述

新一代移动通信网络不断演进为高密集、无定型、立体分层的异构网络,移动性管理旨在保证用户设备（user equipment,UE）移动通信服务的连续性和无缝切换及降低信令开销等。移动性管理问题正成为异构小蜂窝网络（heterogeneous and small cell networks,HetNets）中无线资源管理需要应对的关键性挑战之一。阐述了移动性管理的一般性问题,根据移动性管理的主要特征给出了一个综合分类：整体切换性能增强、小蜂窝发现与识别增强和无线链路失效（radio link failure,RLF）恢复增强。此外,依据此分类对近年来第三代合作伙伴计划（3rd genera-tion partnership project,3GPP）成员在无线接入网（radio access network,RAN）标准化工作组历次会议中提出的主要移动性管理增强方案进行了分类阐述和性能对比。对异构小蜂窝网络的移动性管理所面临的挑战和未来研究的趋势进行展望,并在此基础上进行了总结。     

无线传感器网络安全加密成簇算法的设计及研究

在无线传感器网络中,网络节点的成簇算法是实现对传感器网络高效节能管理和应用的有效途径为了提高网络的安全性和寿命,提出了一种基于随机并行簇头选举算法和密钥预分配方案,在假设的网络模型中,均匀地选举簇头节点,并且实现对恶意节点的识别和删除,在数据通信阶段通过加密算法实现数据通信的安全性,从而有效地实现网络寿命的延长和数据通信的安全。