ECC在WSN分簇密钥管理方案中的应用

现有的无线传感器网络(WSN)密钥管理方案大都采用对称密钥管理体制,在安全性方面均存在不足。为了提高W SN密钥管理方案的安全性,将椭圆曲线密码体制(ECC)应用到无线传感器网络中,并具体分析了该方案的通信过程。最后通过与其它方案进行比较,验证了该方案的安全性以及存储开销等方面的优势。     

WSN中基于一次预共享密钥的安全管理方案

无线传感器网络在部署初始阶段,由于未被恶意者察觉,或者破解存在难度,节点通常能够在一定时间内具有抵抗劫持的能力．基于此分析提出一种适合于静态网络的基于一次性预共享密钥的安全管理方案SMOPK,方案在无线传感器网络部署的初始阶段利用一次性预共享密钥进行密钥协商等,从而在相邻节点间建立保密的安全连接,建立与实际拓扑一致的安全拓扑．分析表明SMOPK方案具有开销小、安全性强的特点,适合于静态无线传感器网络的安全要求．     

适用于无线传感器网络密钥管理LEAP方案的改进与优化

针对无线传感器网络密钥管理LEAP方案的缺点, 提出一种通过引入秘密信息验证节点合法性的方法, 并利用Diffie\|Hellman算法生成节点间配对密钥来保障密钥的安全. 由安全性、 节点开销等方面对原LEAP方案与改进方案进行对比分析结果表明, 改进方案在计算代价上略有增加, 但提高了网络的安全性.     

基于中国剩余定理的传感器网络簇内密钥共享

针对层次型无线传感器网络,提出一种新颖的密钥共享方案,利用中国剩余定理来解决簇头与簇成员之间的共享密钥对建立问题.通过实验与理论分析证明,该方案与其它方案相比具有以下优点:1)存储最优,只要求每个传感器节点存储2个密钥,且存储开销与网络规模无关;2)网络全连通,任何一对簇头-簇成员节点都能够建立1个全网唯一的共享密钥;3)计算开销和通信开销低;4)网络能够抵抗物理捕获节点攻击和共谋攻击.     

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.     

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。     

无线传感网络中基于身份的密钥管理方案研究

文章结合门限共享方案,提出了一种基于身份的无线传感器网络密钥管理方法,该方法无需认证中心,直接通过各网络节点自身的决策,实现了通讯节点间的双向认证.引入门限密钥机制,能够较好地提高系统的健壮性,在保证系统安全性的同时,有效地改进了系统效率,并且较好地解决了丢包问题,降低了通信开销,能够较好地抵抗入侵,适用于无线传感网中...     

一种适用于无线传感器网络的轻量级组播源认证方法

基于MAC(Message Authentication Codes,消息认证码)和无线传感器网络的组密钥管理特点,提出一种轻量级的组播源认证方法LAMA(Lightweight Approach to Multicast Authentication).通过与其他方法进行性能分析和数据对比表明,LAMA的计算开销和通信开销等参数都处于合理的范围内,是一种适用于无线传感器网络环境的安全、有效方法.     

一种带验证和撤销的组密钥分发方案

提出一种在无线传感器网络中具有正确性验证和头结点撤销功能的组密钥更新方案. 通过建立组密钥之间的冗余关联,实现了在不增加结点负担的情况下,合法结点利用当前广播消息和自身秘密恢复丢失的组密钥. 利用撤销多项式实现对结点和头结点的撤销,此外还能提供密钥的正确性验证. 分析表明,在没有增加计算开销和通信开销情况下本方案具有更好的安全性.     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

传感器网络中一种混合密钥管理方案

提出了一种混合密钥管理方案.该方案借助于Blom矩阵和密钥池,来完成密钥预分配,使得所有的簇头间、节点和它的簇头间,以及节点之间都能进行安全通信.该方案还能够支持网络的拓扑结构的变化,并且能动态的管理密钥信息从而解决了密钥泄漏等问题.进行了网络安全及性能分析,包括安全性能比较、储存空间比较、通信与计算开销比较.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.     

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.     

ZigBee无线传感器网络管理的研究与设计

采用基于802.15.4/ZigBee的无线传感器网络技术及ARM嵌入式技术,结合简单网络管理协议在传统网络管理上的优势,将无线传感器网络集成到现有网络中来,设计并实现对ZigBee无线传感器网络的管理.实验结果表明,基于简单网络管理协议的无线传感器网络管理方案可以有效地对无线网络终端的数据进行实时采集和监控,达到对无...     

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。     

无线传感器网络CPKAI密钥管理方案

公钥能提供对称密钥无法提供的高安全等级。基于身份的加密技术密钥管理简单、无需第三方参与,但计算复杂度较高,不适用于无线传感网;组合公钥技术存储要求低而认证规模巨大,可在芯片级实现认证,适合无线传感网,但存在合谋攻击问题。基于身份的组合公钥认证方案,将上述技术进行优势整合,采用密钥因子矩阵取代双线性映射生成密钥,有效地降低了加密/解密计算的复杂度,从而节省了网络能耗;密钥因子矩阵基于簇生成,极大地减少了密钥存储空间,并抵御了合谋攻击。从理论上分析了方案的安全性,并通过仿真实验,证明方案在计算复杂度和能效方面具有较大的优势。     

一种基于QR分解增强安全性的DSN密钥配置方案

提出了一种基于矩阵QR分解的分布式传感器网络密钥生成配置方案.在该方案中,节点广播的是标识符和正交Q矩阵的行向量而不是密钥本身,攻击者无法获取明文密钥信息;节点在收到其它节点发送的密钥建立信息后再进行正交性验证,进一步增强了网络的安全性.     

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.     

异构无线传感器网络动态混合密钥管理方案研究

在需要进行安全通信的无线传感器网络应用中,复杂的公钥系统难以在资源有限的传感节点上实现,而基于随机预分配的对称密钥系统有节点连通性不强、密钥存储空间过大、密钥协商过程复杂且不灵活等问题。因此,在异构无线传感器网络基础上,提出一种联合公钥机制与私钥机制的混合密钥管理方案(DHKAS)。该方案使用一种简便可靠的方法,以较小的代价解决了密钥管理中最关键的节点认证问题。分析结果显示,所提方案有效提高了节点的连通性、减少了密钥存储空间,并增强了网络抗攻击能力。