基于声誉和信任组的无线传感器网络实体认证研究

针对无线传感器网络节点能量、计算和存储有限的特点,以及公开密钥算法和数字签名实施认证耗能多等不足,把声誉和信任组思想用在无线传感器网络中,提出了基于声誉和信任组的无线传感器网络实体认证协议,通过引入对称密钥加密算法,避免了采用公开密钥算法实施数字签名计算量大的问题,有效地降低了认证的时延、增大了网络生存期。模拟实验证明了该方案的有效性。     

Merkle树遍历机制的改进及应用研究

无线Mesh网络的网络结构导致了无线Mesh网络具有更多的安全隐患.其中数据完整性校验是保障无线Mesh网络通信安全的一个重要方面,而Merkle可信树适用于批量数据验证.研究无线Mesh网络的安全特点,并研究Merkle可信树数字签名技术.研究表明,在Merkle可信树应用中,遍历可信树计算认证路径节点值需要消耗大量的时间.Merkle可信树的遍历算法的效率是影响Merkle可信树数字签名的关键.在研究的基础上,提出了一种改进的Merkle可信树遍历算法,并将改进后的Merkle可信树应用于无线Mesh网络的数据完整性校验机制.     

基于批处理验证的异构无线传感器网络认证协议

针对现有无线传感器网络基于ECC认证协议签名验证过程计算量巨大的缺陷,文章提出一种基于批处理验证的异构无线传感器网络认证协议.该协议根据传感器网络的异构特性,利用公钥签名算法ECDSA对消息进行签名,验证签名时采用联合稀疏系数方法.仿真实验表明,该协议有效地降低了批处理验证中多标量乘运算的计算量,大大提高了数字签名的验...     

WSN中一种防御广播认证中的DoS攻击策略

当将数字签名应用到广播认证时,网络很容易受到DoS( Denial of Service)攻击,比如攻击者不停地广播虚假数据包从而消耗网络的通信资源和计算资源.针对这种情况,提出一种基于弱认证和信誉等级的协议来防御此类DoS攻击.该协议针对分簇的无线传感器网络模型,利用中国剩余定理和单向函数来完成弱认证,同时还引入信誉...     

无线传感器网络TBCCA树形分簇算法

针对当前无线传感器网络分簇和拓扑控制算法中存在的问题,例如能耗过大、负载不均、计算复杂性高和存在额外开销等,提出了一种新型的TBCCA(tree-based clustering construction algorithm)分簇算法.该算法基于正三角形簇树结构,并利用RSSI(received signal strength indicator)值控制簇半径,从而产生3类集合--Near集、Common集和Medium集,及其相应的选择策略.其后,根据树的度数和结构,设计了簇树的建立算法.性能分析和实验仿真表明,相对于现有的几种算法,例如TopDisc和DLMST等,TBCCA算法具有较低的计算复杂性;与Leach协议和HEED协议相比,该算法能在保证较高连通性与覆盖率的同时,有效节约能量,均衡负载,延长网络的生命周期.     

无线传感器网络中基于Merkle树的广播认证策略

在无线传感器网络中广播是一种基本的数据传输方式,因此广播认证在整个网络的安全体制中占有非常重要的地位.在利用Merkle树进行广播认证策略的基础上,提出了一种分级式的Merkle树广播认证策略,着重对其广播初始化参数的分配方法进行研究,该策略支持在网络中存在大规模广播发送节点的情况,有效的抑制了由此引起的参数认证时,节点计算量与内存消耗过度以及通信负载上升的问题.为了解决广播发送节点长生存周期与所需密钥链长度之间的矛盾,将二级μTESLA协议引入分级式的Merkle树广播认证策略,并提出了一个选择低级密钥链长度的条件式.     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

基于Steiner树的层次型无线传感器网络安全组播协议

在基于查询的无线传感器网络中,组播技术的应用可大幅减少传感器节点的能量消耗,延长节点寿命.针对大型无线传感器网络组播协议性能不高,且易遭受攻击等问题,提出了基于Steiner树的层次型无线传感器网络安全组播协议.该协议主要运用Steiner树与分簇网络的思想,将Steiner树的高效性与簇的高扩展性相结合,提高了无线传...     

一种基于树均匀分簇的WSNs节能路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)典型分簇LEACH算法簇首分布不均和簇首与基站一跳通信能耗大的问题,提出一种基于树均匀分簇的节能路由协议(EUCR).基于节点接收信号强度与自身剩余能量的乘积及网络连通度选取簇首,计算簇首间的合理距离,使网络均匀分簇;基于跳数与簇首当前剩余能量构造簇间优化路由树.在OMNeT++中对EUC...     

基于混合分簇的无线传感器网络路由协议

提出一种基于混合分簇的无线传感器网络路由协议(EEHCRP).该协议综合了集中式和分布式分簇的优点,使得簇头分布更加均匀并减少了簇重构的开销.在此分簇的基础上,使用改进的多路径路由树建立簇问路由,使其不但可以减少重传次数,提高数据传输的稳定性,还缓解了簇头的能耗.然后使用CMMBCR算法建立一条能量高效的簇内路由.仿真结果表明:该协议较之经典的分簇路由协议不仅有效地均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期,而且具有较强的鲁棒性.     

一种基于MB 树的网络共享数据查询和检验方法*

网络数据共享机制将数据置于远程网络服务商处并通过外部访问接口进行共享,用户无需保存数据副本,网络服务商负责数据的安全保障,因此无副本情况下数据用户对网络服务商处存储数据的查询和安全效验至关重要。分析目前对远程存储数据查询和检验常用的Merkle散列树方法,就其对大规模数据进行检验时存在验证过程冗余、验证辅助数据量大等不足,提出一种基于MB 树的网络共享数据查询和检验方法,帮助数据用户确认位于网络服务商处数据的正确性和完整性。利用MB 树非叶结点包含多出度、叶结点直接映射数据等特性对数据文件进行抽象组织,避免Merkle散列树的结点数和深度随数据文件块的增多而呈现线性增长的问题,同时缩短检验过程中的查询认证路径,减少检验所需的辅助认证信息,有效地控制了时间和空间消耗。通过实验分析可知,相较于常用的方法（如Merkle散列树）,处理大规模数据时MB 树更易于构建,也能够更加快速地查询和检验数据文件。     

WSN中基于簇的Sybil攻击防御机制

提出一种基于簇的平面Merkle哈希树的Sybil攻击防御机制。将网络分成簇,单个簇内的节点维护一棵Merkle哈希树,利用Merkle哈希树生成密钥。理论分析与模拟实验证明,该机制具有较高的安全连通性和较低的能耗,有较长的网络生命周期和较短的认证时延。     

传感器网络分层多路径路由协议

传感器网络节点在能量、存储空间和计算能力方面都受到严格限制,要延长节点的生存时间,必须设计出高效的路由协议.文章首先描述现存的传感器网络路由协议,提出基于星树结构的分层多路径路由协议(LAMP),并与其它分簇路由协议(如LEACH)作了比较.结果表明,此协议减少了节点的能量消耗,延长了网络寿命;可以很容易地形成多条互不相交的路径,提高了网络的容错能力.文章最后提出双Hash函数链方法,为LAMP协议提供安全的广播消息认证.     

An efficient anonymous authentication mechanism for delay tolerant networks

Security and privacy are crucial to the wide deployments of delay tolerant networks. Without security and privacy guarantees, people are reluctant to accept such a new network paradigm. To address the security and privacy issues in delay tolerant networks, in this paper, based on ID-based ring signatures and Merkle hash tree techniques, we present a new efficient anonymous authentication mechanism. The newly proposed mechanism not only achieves good security properties, including authentication, anonymity and confidentiality, but also has strong robustness and high efficiency.     

面向智能家居的轻量型互认证协议

针对现有智能家居远程控制互认证协议不能兼顾效率与安全性的现状,提出一个面向智能家居的轻量型互认证协议,实现用户、网关与测控节点间的相互认证及密钥协商.协议基于USBkey和用户口令,采用挑战/应答机制,仅利用伪随机数及异或与哈希运算;在认证与协商阶段,通过单向哈希当前会话密钥获得可变共享密钥参与下一次认证,实现认证协议的一次一密,这种方法有助于提高协议的安全性及运行效率.最后,对比分析结果表明:本文协议有更高的安全性,且通过降低网关和节点的计算量、通信量及能源消耗,避免无线传感网的时间戳机制,实现了轻量型目标.     

无线传感器网络安全认证方案综述

安全认证是无线传感器网络中关键安全技术之一,如何确保无线传感器网络中通信双方身份的真实性是无线传感器网络的一个研究重点.论文从基于对称密码体制、非对称密码体制的认证方案、分布式认证方案、单向散列函数的认证方案、零知识证明的认证方案等方面出发,对典型的无线传感器网络认证方案进行了总结归纳,并指出了每类方案优点与不足,最后对无线传感器网络中安全认证方案的研究热点进行了展望.     

高效的分簇传感器网络广播认证方案*

广播是无线传感器网络的重要通信手段,广播消息的安全性应得到保障。在分簇传感器网络结构基础上提出了一种无线传感器网络广播认证方案,簇头节点对广播进行签名认证,簇内使用消息认证码进行消息认证,网关节点负责广播消息在簇间的传递。分析表明,与部分现有的传感器网络广播认证方案相比,该方案以较低的能耗提供了较高的安全性。