无线传感器网络动态密钥管理算法研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fayeming
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过去几十年是无线传感器网络(即无线感知网络,简称WSN)研究一个快速发展期,无论是科学研究还是实际应用都有了很大程度的进步。WSN与普适计算(Ubiquitouscomputing或pervasive computing)关系密切,同样将人们生存的环境与人类生活紧密联系在一起,是未来信息处理技术的发展趋势。网络中传感器节点的资源受限、防护能力弱,又由于WSN部署的环境复杂,因此确保WSN运行期间的安全是设计和部署时的核心内容。密钥管理技术是WSN重要的支撑技术,是负责保护网络运行安全的主要技术之一。以往研究表明,在传统网络中成功运用的非对称加密技术或基于受信第三方的方案都不适于传感器网络,而对称加密由于开销小是当前密钥管理中使用最广泛的技术。EBS(Exclusion Basis Systems)是基于组合原理的对称加密方案,可以在网络运行过程中高效地驱逐失效节点并完成密钥系统的升级,从而提高了网络的灵活性,更重要的是增强了WSN的安全性。应对共谋攻击能力弱是影响其性能的一个主要问题,为了解决这一缺点本文提出了一个EBS的扩展模型,称为——EEBS动态密钥管理模型,该模型通过降低应用于WSN中的密钥组合之间的相关度来减弱部分节点被捕获时带来的威胁,通过优化的密钥分配方案可以高效地驱逐任意p(p为设计模型时设定的一个变量)个发生共谋的节点。在提出此模型基础上,本文又实例化一个系统来分析该模型在实际应用过程中的性能。设计时,设定该系统可以高效地驱逐2个共谋节点(实际网络运行时出现共谋攻击最普遍的情况)。为了解决网络中发生多个节点被捕的情况,本文提出的系统将更新后的密钥与节点的私有密钥绑定,从而完成多个失效节点的驱逐以及密钥系统的升级。最后通过实验分析,本文提出的模型在网络发生共谋攻击后的恢复性能最好,因此大大提高了WSN运行过程的安全性。
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