基于通信半径动态调整的无线传感器网络密钥管理协议

为了实现传感器网络的安全,对节点间传送的数据进行加密解密是非常重要的,这需要在节点间建立共享密钥对.由于传感器节点的资源有限,传统分发密钥的方法不能应用在无线传感器网络中.目前已经有研究者提出若干种密钥预分布方法来保证传感器网络的安全.利用传感器节点通信范围可调节的特点,提出了一种新的基于通信半径动态调整的密钥预分布方案KMVTR.该方案不仅适用于具有大通信距离的高级节点的网络,而且同样适用于只有普通节点组成的网络.和其他方案相比,KMVTR具有若干优点,如提供最佳的抗节点俘获的能力,并且可以支撑较大的网络规模,而且在预分布阶段不需知道节点的期望部署位置.     

基于中国剩余定理的传感器网络密钥管理协议

无线传感器网络的安全性是目前研究的热点。传统基于临时初始密钥和基于密钥池预分配的方案难以在网络连通性和节点存储计算消耗之间有效平衡,网络生命期内使用固定不变的初始密钥/密钥池难以抵抗节点捕获攻击。本文基于中国剩余定理提出了传感器网络密钥管理协议,每个节点携带较少的密钥素材,能够实现网络最大连通,并具有较少的存储空间和计算与通信能耗;基于时间概念分多个阶段部署传感器节点时,发布的密钥素材在不同的节点部署阶段相应变化,使得网络具有自愈合功能,从而具有较强的抗节点捕获攻击。     

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%。     

异构传感器网络中对密钥建立方案

针对现有异构传感器网络(HSN)密钥预分配方案的安全问题,提出一种基于部署知识和密钥链技术的对密钥建立方案.将部署区域划分成多个单元,整个HSN网络划分成簇.在部署区域中,相邻节点使用预分配密钥信息建立共享密钥.在节点部署完成后,当两相邻节点不能建立共享密钥时,通过其他高能节点为其分配共享密钥.理论分析和模拟结果表明,...     

基于六边形网格组部署的对称密钥预分配模型

针对无线传感器网络的加密体制进行了研究;首先,提出了一种基于六边形网格组的传感器网络节点的部署策略,以获得传感器节点的最佳分布;其次,将密钥空间定义为采用Blundo模型生成的一个t次二元多项式f(x,y)的全部密钥的集合;然后通过密钥预分配阶段将密钥材料分配给每个节点,通过直接密钥建立阶段使得每个传感器节点找到与其相邻节点的共享密钥空间;如果两个相邻节点之间没有共享密钥空间,则通过间接密钥建立阶段使得一个或多个中间节点建立起一个路径密钥,从而完成共享密钥空间的建立;仿真实验结果表明,提出的对称密钥预分配模型不仅具有良好的加密性能,而且相比于其他模型的密钥方案有更好的内存开销、运行时间和节点受损攻击时的网络恢复能力。     

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。     

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.     

基于部署信息和通信密钥的无线传感器网络密钥管理

为了进一步增强无线传感器网络的连通性与安全性,提出一种基于六边形的无线传感器网络的随机密钥部署方案,该方案采用了六边形区域部署法和密钥替换机制;在密钥预分配阶段,通过六边形网格的部署方式在提高了网络的连通率;在密钥建立阶段,通过网络节点的标识信息,将节点对的密钥替换成通信密钥,并删除原密钥.理论分析和实验数据表明:与经...     

基于OKS的无线传感器网络对偶密钥预分配方案

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks WSNs)是由资源有限的传感器节点构成的无线网络。在传感器节点间建立对偶密钥是实现网络安全通信的基础。在本文中,我们提出了一种新的对偶密钥建立方案。本方案以六边形结构进行网络域分簇,利用节点的部署信息和重叠密钥共享(overlap key sharingOKS)思想给每个传感器节点预分配密钥信息。通过分析,本方案具有较高的抗节点俘获能力,能够有效减少存储开销,并提供灵活的安全等级。     

无线传感器网络密钥管理方案的研究

以基于矩阵的密钥预分配方案为基础,提出了新的基于分组的节点部署模型和基于分组的密钥管理方案,并且对方案的性能进行分析。该方案对无线传感器网络中的节点进行分组部署,能够解除分组节点数量要固定相等的限制、简化传感器节点的部署过程,同时克服了密钥预分配方案中要求预先掌握节点预期部署位置信息的缺点,提高建立密钥的概率和安全性。     

基于环-树型拓扑的无线传感网密钥管理方案

设计了一种基于无线传感网的拓扑模型--环-树型网络拓扑模型.基于该模型,结合节点命名机制,提出了一种新的密钥管理方案.该方案在拓扑结构上改变传统的三层分簇拓扑为四层分簇拓扑,在路由安全问题上采用二次核实机制.经仿真工具OMNET++实验,较传统的三层分簇拓扑模型,该方案的网络拓扑模型延长了第一个节点的死亡时间,且整个网络具有更长的生命周期和更好的安全保证.     

面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案

针对无人机群组在军事对抗复杂环境中,网络拓扑结构动态变化,提出了一种面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案,旨在解决无人机加入及退出、批量加入及退出、群组合并及分裂等网络拓扑动态变化导致密钥更新问题,同时在网络拓扑没有变化情况下进行本地周期性更新,提高无人机群组密钥更新效率。将参与构造的秘密信息分为用户空间、剩余空间和撤销空间,用户空间可以在接收密钥组管理器（key group manager,KGM）的广播消息后,计算恢复出会话组密钥,剩余空间和撤销空间无法计算恢复出组密钥。密钥更新过程中,KGM利用空闲时间提前在密钥池中选取密钥进行预计算处理,降低KGM因构造广播消息进行复杂计算导致的时延问题。分析和实验仿真表明,该方案具有前向和后向安全性、抗共谋攻击和节点撤销能力,与现有无人机密钥管理方案相比,该方案优化了计算和通信开销,且节点存储开销较小,适用于动态拓扑变化的无人机群组网络。     

网络拓扑判定的研究

在大规模网络中如何进行网络拓扑结构的判定是计算机网络研究中的棱心问题之一.本文通过对网络上的主机进行单播的测量的研究，采获得网络的逻辑拓扑，并提出网络拓扑判定新算法。本文介绍了基于延时的“三明治”网络测量方案及相关网络拓扑判定方案．在此基础上提出并实现拓扑判定的系统聚类树算法。     

无线传感器网络中一种改进的密钥管理方案

提出了一种用于无线传感器网络中的改进的矩阵密钥预分配的方法。该方案能够支持网络拓扑结构的变化,并且能动态管理密钥信息,从而解决了密钥泄漏等问题。同时基于分簇结构,该方案能减少普通传感器节点的通信和计算开销,节约存储空间,从而解决普通节点资源受限的问题。仿真结果显示,与已有的一些密钥方案相比,该方案提高了网络的安全性,减小了存储空间。     

无线传感器网络中基于LU分解的分簇密钥管理方法

提出了一种基于LU矩阵分解的密钥管理方案。该方案借助于LU矩阵来完成密钥预分配,使得所有的簇头间以及节点和它的簇头间都能进行安全通信。分析表明,该方法占用较小密钥存储空间,同时支持网络的拓扑结构变化,能动态地管理密钥信息,从而解决了密钥泄露等问题。     

传感器网络中一种可靠的对密钥更新方案

提出了一种基于预分发和协作的可靠的对密钥更新方案RPKU(reliable pairwise key-updating).借助于一种改进的Blom密钥矩阵构造方法,该方案能够随着网络的动态变化而动态伸缩各个节点的密钥信息,从而解决了由于节点被攻击所导致的密钥泄漏和密钥连通性下降等问题.该方案还提出了一种基于分簇型传感器网络结构的密钥预分发方法,使得任意两个相邻节点间都能建立一个对密钥.仿真结果表明,与已有的密钥方案相比,该方案在安全性、密钥连通性和扩展性等方面都具有明显的优势.     

基于密钥矩阵的组播密钥管理方案

安全性是组播应用的基本需求,安全、高效的组播密钥管理方案是保证组播通信安全的关键。该文在分析组播通信安全需求的基础上,提出一种基于密钥矩阵的组播密钥管理方案。该方案利用密钥对进行密钥更新,适合网络拓扑变化频繁、带宽有限的网络需求。通过比较发现,该方案在通信、存储开销以及计算复杂度方面均优于LKH, Iolus等其他方案。     

无线传感器网络中一种新的混合密钥管理方法

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至关重要的作用。提出了一种新的混合密钥管理方法。该方案借助于Blom矩阵和混沌序列来完成密钥预分配,使得所有的簇头间、节点间以及节点和它的簇头间都能进行安全通信。分析表明：该方法占用较小密钥存储空间,同时支持网络的拓扑结构的变化,能动态地管理密钥信息,从而解决了密钥泄漏等问题。     

基于复合AUVs的水声传感网拓扑优化机制

为提高网络拓扑的健壮性和自适应性, 基于拓扑重构思想提出基于复合自主式水下航行器的水声传感网拓扑智能优化机制来提高网络的连通性; 进一步, 在发现水声传感网拓扑结构形成的内在规律的基础上, 提出三角淡化关键节点网络拓扑优化方法, 该方法有助于提高网络抗毁再生能力. 最后通过仿真实验对比分析验证了所提出机制的有效性, 实验结果表明, 在牺牲约8.5\%覆盖度的条件下, 抗毁性能提高约50\%.     

基于移动Agent的拓扑发现策略及性能仿真

网络拓扑发现技术的研究具有重要的意义。尤其在拓扑高度变化的移动自组网中拓扑发现的策略决定了路由选择、服务质量、功率控制的性能。基于移动代理的拓扑发现策略以较少的流量负载满足了拓扑发现的需求，同时，各种自适应的技术能够满足移动自组网的无线信道特性和动态特性。该文通过仿真的手段对该策略进行了详细的分析。