一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案*

提出一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案。基站通过计算节点秘密信息构成的多项式来生成网络的全局密钥,节点通过全局密钥可以认证网络中的合法节点。节点用全局密钥经过Diffie-Hellman密钥交换来生成与邻居节点之间唯一的会话密钥。该方案能够动态更新密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的信息泄露、密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题。性能分析表明,该方案与现有的密钥预分配方案相比,具有更低的存储开销、通信开销、良好的扩展性和连通性。     

分簇无线传感器网络密钥预分配管理方案

针对无线传感器网络节点计算和存储能力有限,能量受限等特点,提出了一种新的分簇传感器网络密钥预分配管理方案KDNKPD。该方案借助于Blundo二元多项式函数和密钥分发节点建立节点与簇头间的安全通信,能够适应簇首节点的按轮选举并解决了Blundo方案的安全问题。通过安全分析与性能分析比较和仿真实验表明,该方案提高了网络的安全性,减少了传感器节点的存储开销和计算开销。     

基于分簇无线传感器网络密钥预分配管理方案研究

针对无线传感器网络节点计算和存储能力有限,能量受限等特点,提出了一种新的分簇传感器网络密钥预分配管理方案KDNKPD。该方案借助于Blundo二元多项式函数和密钥分发节点建立节点与簇头间的安全通信,能够适应簇首节点的按轮选举并解决了Blundo方案的安全问题。通过安全分析与性能分析比较和仿真实验表明,该方案提高了网络的安全性,减少了传感器节点的存储开销和计算开销。     

基于区域划分的WSN混沌密钥管理方案

针对经典随机密钥预分配方案在网络安全性、连通性和能耗方面存在的不足,提出一种基于区域划分的无线传感器网络(WSN)混沌密钥管理方案。使用划分网络区域的方法进行密钥更新,以减少节点存储开销,利用混沌的初值敏感性和遍历性增强通信的安全性。仿真结果表明,该方案可以在提高WSN连通性和安全性的同时,较大地降低节点存储和通信能耗。     

WSN的一种分布式组密钥管理方案

文章利用拉格朗日插值多项式,提出一种基于簇的无线传感器网络组密钥管理方案。方案将组密钥以分量的形式存储在各合法节点中,合法节点通过和一定数目的邻居节点协作获得新的组密钥,并利用加密广播更新组密钥分量,提高了系统抗合谋攻击的能力,通信、存储开销也有所降低。     

一种分层分簇的组密钥管理方案

为了满足无线传感器网络组通信的安全,提出一种分层分簇的组密钥管理方案。该方案采用分层的体系结构,将组中节点分为管理层和普通层。BS通过构造特殊的组密钥多项式更新普通层组密钥,而管理层则采用二元单向函数进行组密钥的协商。分析表明,该方案很好满足了无线传感器网络中组密钥管理的前向安全性,后向安全性,并且减小了存储开销、计算开销和通信开销。     

安全的无线传感器网络密钥预分配方案

密钥管理是无线传感器网络(WSN)安全的核心问题。基于二元对称多项式的随机密钥预分配方案为节点的通信提供了一种安全机制,但这些方案都存在“t-security”问题,很难抵制节点的捕获攻击。为了更好地解决该问题,提高网络的安全阈值及节点的抗捕获能力,采用可转化三元多项式代替二元对称多项式来建立节点间通信,并引入密钥分发节点进行分簇网络密钥分发。同时,由于对节点密钥采用单向Hash函数进行处理,提高了密钥破解难度。分析结果表明,该方案提高了网络的安全性及节点的抗毁性与可扩展性,降低了传感器普通节点的存储与计算开销。     

分簇式传感器网络多项式密钥预分配改进方案

针对分簇式传感器网络,提出一种改进的多项式密钥预分配方案。利用二元四次多项式密钥预分配方案,建立簇头节点之间的通信密钥,以解决阈值安全问题,降低节点开销,采用认证机制保证密钥建立过程的安全性,并支持节点加入与撤销。分析结果证明,该方案可以保证网络的连通性和安全性,节点的存储、通信及计算开销均较小。     

基于可转换三元多项式的WSN密钥管理方案

基于三元多项式的无线传感器密钥管理方案,由于拥有相同多项式的节点使用同一共享会话密钥,很难抵御节点捕获攻击,又由于通信开销大而不具有可扩展性。为了克服这些不足,提出了基于可转换三元多项式无线传感器网络(WSN)动态密钥管理方法,它保证拥有相同多项式的所有节点能够获得相同的管理密钥,拥有相同多项式的任意两个节点能够获得不同的共享会话密钥。分析表明,与基于三元多项式的方案相比,该方法总体上增强了抵御节点捕获攻击的能力,降低了通信开销。     

基于区域的无线传感器网络混合密钥管理方案

针对现有密钥管理方案连通性不高、计算开销和通信消耗较大等问题,提出一种基于区域的无线传感器网络(WSN)混合密钥管理方案。该方案将部署区域划分为多个正方形区域,区域由成员节点和头节点组成。同一区域中任意两个节点都能够根据预分配的密钥空间信息建立起会话密钥,而不同区域间只能通过头节点进行通信。计算多元非对称二次型多项式的特征值和特征向量,然后得到正交化信息,头节点通过交换该信息实现身份认证并生成与邻居节点之间的会话密钥。性能分析表明,与现有的密钥管理方案相比,该方案具有完全连通性,在通信开销、存储消耗、安全性等方面均有较大改进。     

基于二元对称多项式的WSN密钥管理方案

针对LEAP方案存在的一个缺点,即在密钥建立过程中,由于一个节点被俘获而导致网络中其他节点的安全受到威胁,提出一种基于二元对称多项式的无线传感器网络密钥管理方案,分析表明该方案不仅能克服LEAP方案的缺点,而且还具有抗捕获能力强、能够抵抗合谋攻击和Hello Message攻击等优点。与LEAP方案相比,其存储代价和通信代价相同,计算代价略有增加。     

基于RNG与CBC的异构传感器网络密钥管理方案*

为解决异构无线传感器网络密钥管理方案所需负载较大和大规模节点被俘获后的安全隐患问题,提出了一种新的密钥管理方案,采用随机数生成和分组链接技术建立会话密钥,通过在不同簇内广播不同的阶段标志来增加网络的安全性。理论分析和仿真实验表明,该方案能够利用较低的存储负载获得较高的密钥连通性,同时能够解决大规模节点被俘获而带来的安全问题。     

基于访问多项式的互助修复密钥分配方案

针对自修复密钥分配方案无法恢复前面多次和最后一次会话密钥的不足,提出一个基于访问多项式且适用于移动Ad Hoc网络的互助修复密钥分配方案。该方案采用访问多项式、双向哈希链等技术,在具有多次密钥自修复的同时利用邻居节点来达到互助修复的目的。性能分析结果表明,该方案可以有效保证会话密钥的前向安全和后向安全,同时抵抗任意数量节点的合谋攻击。     

新的无线传感器网络密钥预分配方案

基于二元对称多项式的随机密钥预分配方案为节点的通信提供了一种安全机制,但这些方案都存在t门限性质问题。为了更好地解决此问题,提高网络的安全阈值及节点的抗俘获能力,采用同化三元多项式代替二元对称多项式来建立节点间通信,并对共享密钥使用单向hash函数进行处理,提高了密钥破解难度。同时采用六边形部署模型,提高网络的安全连通率,减少被捕获节点的影响范围。分析结果表明,该方案提高了网络的安全性及节点的抗毁性,降低了节点间的通信开销。     

一种新的多层移动ad hoc网络中的密钥管理方案

战地网络极易受到各种攻击和破坏,要实现其安全通信,密钥管理是关键技术。多层移动adhoc网络是比较适合战地环境的一种网络组织结构,该网络中一种基于PKI的密钥管理方案已被提出。这个方案基本实现了战地环境下的安全性能,但它加重了网络负载并对普通节点的计算和存储能力有较高的要求。该文提出了一种新的基于用户标识符和门限加密技术相结合的密钥管理方案,与前者相比它在保证安全性能的同时明显地降低了网络负载,并且对普通节点的计算和储存能力没有特殊要求,另外还简化了密钥管理过程,从而更好地适应战地网络环境。     

基于矩阵空间的分级密钥管理

为提高无线传感器网络存储资源的利用率,同时增强网络的安全性,提出一种基于矩阵空间的分级密钥预分配管理方案。该方案采用LU矩阵子空间对节点逐次进行密钥分配,并在节点对密钥建立后,采用分级矩阵信息删除机制减少部分矩阵信息。实验仿真表明,在保证网络一定连通率的同时,该方案采用的分级矩阵信息删除机制不仅提升了节点的存储效率,而且逐步增强了无线传感器网络的安全性,网络节点最终能实现100%抗捕获攻击能力。     

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。