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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是一个由大量传感节点构成的无线自组织网络。由于它是一个开放性网络,因此数据安全传输对WSNs十分重要。数据的安全传输必然涉及加解密技术,加解密中的密钥管理是WSNs安全研究的重点。由于无线传感节点的计算能力、存储空间、能量等受到限制,使得传统的密钥分配和管理方案不能很好地应用于WSNs。基于部署知识,本文对无线传感器网络的对密钥分配算法进行了深入地研究,并做了以下工作:(1)基于网格模型,提出了EGK方案。在Du方案的基础上,EGK方案对子密钥池的构造进行了改进,提高了本地连接概率;同时利用哈希函数的不可逆性保护节点密钥信息,使得链路安全性提高了近100%。(2)基于部署知识和双密钥池,提出了KPDK方案。该方案中的子密钥池由两种类型的密钥池混合而成:一种是能保证任意一个被相邻三个蜂窝共享的密钥池,该密钥池在部署前由服务器利用哈希函数将其扩展为2倍;另一种是分配至各个蜂窝并保证互不重叠的密钥池。改进的子密钥池构造方式能够提高本地连接概率。同时,服务器为每个蜂窝分配4个随机数,并保证任意相邻蜂窝存在一个共同的随机数。节点利用相应的哈希函数和随机数产生对密钥以提高安全性。(3)在正六边形模型的基础上,利用素域中Blom矩阵和对称多项式的阈值特性及哈希链的不可逆性,提出了KD-DK方案。该方案在节点建立对密钥时,同一区域中节点利用分配的哈希链值构造一系列Blom矩阵建立对密钥,并保证相同矩阵的个数不超过各其的阈值;不同区域间相邻节点利用随机分配的密钥构造多项式,并以此建立对密钥,从而使得敌方难以破解,增强了安全性。(4)为达到更高的本地连接概率和链路安全性,在正方形模型的基础上利用部署知识和哈希链,提出了BDKH方案。该方案在节点部署前由离线服务器构造一系列哈希链,并保证同一个区域中节点对密钥的建立来自一对反向哈希链;不同区域中节点对密钥来自一对与部署知识相关的哈希链,从而使得敌方无法破解,同时本地连接概率能够达到1。