基于双线性对的Ad Hoc网络门限身份认证方案

研究移动Ad Hoc网络特有的安全威胁,提出一种基于双线性对、无可信中心的门限身份认证方案。该方案能有效减少网络中各节点的存储代价和运算量,抵御内部节点攻击和被动攻击。与已有Ad Hoc门限身份认证方案相比,其证书生成速度快、计算复杂度低。     

基于动态贝叶斯网络的复杂网络攻击方法研究

在制定网络攻击策略时,目标网络信息存在不确定性,攻击方缺乏综合、可靠、实时的攻击依据,难以达到攻击效果,为此提出一种科学的复杂网络攻击方法。对网络攻击中攻击方收益、损耗、代价和遇到的风险进行分析,建立指标体系,利用动态贝叶斯网络对网络节点的攻击效果进行综合评估,克服了传统节点重要度评估方法依靠网络拓扑单一指标或者对目标节点进行静态评估的缺点。仿真实验表明该方法在攻击时综合了更多节点关系和观测信息,避免了依靠静态评估手段实施攻击时实际攻击效果与理论期望的差距,同时在攻击精度上更加准确,攻击效能更高。     

P2P网络的准入控制方案

提出了一个P2P网络的准入控制方案。该方案不仅能根据安全需求对节点进行资格审核,屏蔽掉一些不符合安全要求的节点,而且能抵抗Kim等人方案中存在的Sybil攻击和合谋攻击。此外,该方案还具有当节点进入P2P网络后,如有恶意行为,网络能剔除这些恶意节点等特性。     

无线传感器网络中抗共谋的自愈组密钥分配方案

针对现有基于双向Hash链技术的自愈组密钥分配方案不能抵抗撤销节点和新加入节点的共谋攻击问题,并进一步提高现有方案的性能,提出了一种适用于无线传感器网络的有效的抗共谋攻击的自愈组密钥分配方案。方案对传统的双向Hash链进行了结构性改造,在有撤销节点的会话中,用随机值替换前向密钥,使得已被撤销节点无法和新加入节点共谋获取它们未被授权的会话密钥,消除了共谋攻击对网络构成的安全威胁,更适用于俘获节点攻击高发的网络环境。方案还考虑了在实际网络环境中,并不是在每一个会话都有节点被撤销这一个实际情况,减少了通信开销和能量消耗。安全性和性能分析与仿真结果表明,方案在保证更好安全性的同时,降低了通信开销。     

一种多层次的追踪器部署策略*

结合K-剪枝算法,提出了一种多层次追踪器部署策略,在第一层的追踪器部署时选择较大的k值进行剪枝,以较小的改造代价部署相对较少的追踪器,来进行关键追踪,在第二层通过二次剪枝,以部署剪枝域内追踪器,对无法通过第一层次节点进行追踪的攻击进行再次追踪,确定攻击来源。该方案能够以较低的网络改造代价以及网络性能代价完成准确追踪。理论分析以及仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

P2P网络的准入控制方案

提出了一个P2P网络的准入控制方案。该方案不仅能根据安全需求对节点进行资格审核，屏蔽掉一些不符合安全要求的节点，而且能抵抗Kim等人方案中存在的Sybil攻击和舍谋攻击。此外，该方案还具有当节点进入P2P网络后，如有恶意行为．网络能剔除这些恶意节点等特性。     

一种可确认身份的网络编码签名方案

网络编码理论的提出在提高网络吞吐量、构建网络的鲁棒性等方面都有着明显的优势,但是极易受到污染攻击。很多学者提出了使用同态函数的性质来构造安全方案,能够有效地抵抗污染攻击。但是很少能够确定出污染攻击所发生的网络节点。针对确定污染攻击所发生的节点问题,设计出一个基于同态哈希函数的签名方案,能够抵抗污染攻击并有效地确定出攻击所发生的节点位置。     

Ad Hoc网络的数据安全传输方案研究

由于Ad Hoc网络结构的特点,使其更容易遭到攻击,安全的路由和安全数据传输已成为Ad HOC网络研究的热点.对于网络的外部攻击,在不同的假设条件下,已经提出了一些有效的抵制方案.但对于内部攻击,还没有一种快速、准确、可行的对恶意行为进行预防和检测的方法,一般采用信誉机制加以解决,但存在较多缺点.本文基于Reed-Solomon编码的纠错技术,提出了一种在存在Byzantine攻击节点的网络环境下的安全数据传输协议(Secure Data Transmission Protocol,SDTP).该协议不仅能实现数据的安全传输,而且能准确判定恶意攻击的发生和攻击节点的位置,为在Ad Hoc网络中检测内部攻击节点提供了一种更准确、具体且实际可行的算法,该算法也可被用于安全路由协议中.     

基于独立监督网络的选择性转发攻击检测

针对无线传感器网络中恶意节点的选择性转发攻击检测,提出了一种采用独立监督网络的选择性转发攻击检测(Independent Monitoring Network for Selective Forwarding Attack Detection,IMN-SF)方案。通过设置独立的监督网络来保证监督节点对转发簇头节点的监督信息安全发送到检测节点,一方面保证监督节点自身安全性,另一方面提高监督节点的监听效率,避免监听节点信息由于网络信道质量而造成的数据包丢弃。仿真结果表明,IMN-SF方案可以检测网络中发动选择性转发攻击的节点,方案具有较高的检测率和较低的误检率,同时降低节点的能量消耗,延长网络生命周期。     

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。     

基于单向函数的簇状传感器网络的密钥管理方案

在分析LEAP的基础上,结合簇状传感器网络的特点,提出了一种基于单向函数的簇状传感器网络的密钥管理方案.应用该方案,无线传感器节点所需预分配密钥数为1,同时通信开销小而且抗攻击性强.     

轻量级的一对多认证和密钥协商方案

在物联网数据传输过程中,需要认证通信双方的身份和加密传输数据.目前,已有大量的认证和密钥协商方案已经被设计,但是,现有方案容易遭受多种攻击,例如智能卡被盗攻击,拒绝服务攻击等;针对现有方案存在问题,本文提出了一种轻量级的一对多认证和密钥协商方案,在用户端和传感器端分别使用椭圆曲线密码学和异或操作来实现相互认证,利用预共...     

An efficient two-factor user authentication scheme with unlinkability for wireless sensor networks

User authentication with unlinkability is one of the corner stone services for many security and privacy services which are required to secure communications in wireless sensor networks (WSNs). Recently, Xue et al. proposed a temporal-credential-based mutual authentication and key agreement scheme for WSNs, and claimed that their scheme achieves identity and password protection, and the resiliency of stolen smart card attacks. However, we observe that Xue et al.’s scheme is subject to identity guessing attack, tracking attack, privileged insider attack and weak stolen smart card attack. In order to fix the drawbacks, we propose an enhanced authentication scheme with unlinkability. Additionally, the proposed scheme further cuts the computational cost. Therefore, the proposed scheme not only remedies its security flaws but also improves its performance. It is more suitable for practical applications of WSNs than Xue et al.’s scheme.     

传感器网络安全投资的演化博弈分析

针对传感器网络中的安全投资问题,建立安全投资的对称演化博弈模型和安全攻防的不对称演化博弈模型。通过对2种模型中的复制动态及进化稳定策略分析,得出安全投资成本及攻击成本是影响传感器网络安全问题的关键因素。找出安全投资及攻防对抗的规律和长期稳定趋势,提出解决传感器网络安全性问题恶性循环的建议,为传感器网络安全性的演化博弈分析提供一种方法,该方法对解决传感器网络中的安全投资问题具有一定的参考价值。     

基于汉明距离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直接应用。基于汉明距离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。该方案将对称密钥系统和非对称密钥系统结合起来,并借助汉明距离的概念在无线传感器网络中实现了密钥的分配和管理。与随机密钥预分配方案相比,本方案在健壮性和安全性方面具有一定的优势,其计算和存储开销也不大,具有一定的实用性。     

无证书强指定验证者签名方案

无证书强指定验证者签名,能够很好地解决传统密码体制下强指定验证者签名证书管理复杂问题和基于身份密码体制下强指定验证者签名的密钥托管问题,因此研究无证书强指定验证者签名具有重要的理论意义。提出了一个无证书强指定验证者签名方案。基于CDH(Computational Diffie Hellman)问题和CBDH(Computational Bilinear Diffie-Hellman)问题困难假定,在随机预言模型下证明了该方案对自适应选择消息攻击是存在不可伪造的,分析表明该方案具有较小的计算代价和通信代价。     

一种无线传感器网络预分配密钥管理方案的改进

无线传感器网络在应用二元多项式密钥预分配协议时,通常容易遭受到敌方的合谋攻击。为了更好地解决这一问题,通过减少普通节点共享的密钥个数,改变簇首间建立共享密钥的方式,改进了一种无线传感器网络的密钥预分配管理方案。分析表明,改进后的方案保留了原方案的网络高安全性等优点,而且进一步节省了普通节点的内存空间,减少了节点间的通信量,延长了网络的生存周期,能够有效地抵御敌方的合谋攻击。     

无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议

针对网络中相邻节点对通信、局部广播通信及新节点认证中的安全问题,提出无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议-PLA协议.该协议要求在网络部署的时候为每个节点分配唯一的标识符和一个临时初始密钥.节点基于临时初始密钥和相关信息建立用于节点对之间通信的密钥(Pairwise Key,简称点对密钥)、用于与其所有邻居节点同时通信的局部广播密钥(Local Broadcast Key,简称局部广播密钥)以及用于认证新加入节点的认证密钥(Authentication Key,简称认证密钥).与现有协议如LEAP协议和OTMK协议相比较,该协议降低了能耗,提高了安全性.     

An efficient location-based compromise-tolerant key management scheme for sensor networks

Location information has been paid much more attention in sensor network key management schemes. In 2006, Zhang et al. proposed a location-based key management scheme by binding private keys of individual nodes to both their identities and locations. In this Letter, however, we show that their scheme cannot resist key compromise impersonation (KCI) attack, and does not achieve forward secrecy. In fact, an adversary who compromises the location-based secret key of a sensor node A, can masquerade as any other legitimate node or even fake a node to establish the shared key with A, as well as decrypt all previous messages exchanged between A and its neighboring nodes. We then propose a new scheme which provides KCI resilience, perfect forward secrecy and is also immune to various known types of attacks. Moreover, our scheme does not require any pairing operation or map-to-point hash operation, which is more efficient and more suitable for low-power sensor nodes.     

基于LEACH协议的WSN共享密钥管理方案的研究

为了使层次式无线传感器网络传输更安全、节点寿命更长、网络运行效率更高,提出了一种基于LEACH协议的WSN共享密钥管理方案。该方案具有很好的方案完整性与时效性、动态密钥安全性、节点安全独立性和密钥生存有效性,也具备抗中间人攻击、DDoS 攻击等风险的能力,而且分发共享密钥消耗的能量较低,网络运行效率较高。