無線傳感器網(wǎng)絡(luò)SPINS安全體系下加密算法和廣播認(rèn)證算法的改進(jìn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在大多數(shù)的應(yīng)用中，比如環(huán)境監(jiān)測、森林防火檢測、智能家居等應(yīng)用中，安全問題不是一個(gè)非常重要的問題，而在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，如軍事上的應(yīng)用，金融業(yè)上的應(yīng)用或商業(yè)小區(qū)無線安防網(wǎng)絡(luò)等，對數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的傳輸和處理，甚至傳感器節(jié)點(diǎn)的物理分布和路由方式，都有嚴(yán)格的安全防護(hù)要求，即不能讓無關(guān)的人或敵方人員了解。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)決定了它與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全問題在研究方法和計(jì)算手段上有很大的不同。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)的

2、任何一種網(wǎng)絡(luò)終端相比，在數(shù)據(jù)的存儲、計(jì)算、處理上的能力上都比較差，因而存在算法計(jì)算強(qiáng)度和安全強(qiáng)度之間的權(quán)衡問題，著重點(diǎn)是通過更簡單的算法實(shí)現(xiàn)盡量堅(jiān)固的安全外殼。本文基于SPINS安全協(xié)議的兩部分內(nèi)容（安全網(wǎng)絡(luò)加密協(xié)議SNEP和基于時(shí)間的高效的容忍丟包的流認(rèn)證協(xié)議μTESLA）對安全加密算法和廣播認(rèn)證協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)。
　　首先分析了RC5加密算法的工作原理、加解密過程和在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，針對其安全性差、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差和數(shù)

3、字簽名困難等缺點(diǎn)，引入RSA算法，借助混合加密機(jī)制，通過RSA算法的公鑰加密對稱密鑰，RC5算法的對稱密鑰加密原文的方法構(gòu)建混合加密算法。
　　其次，對于廣播認(rèn)證協(xié)議，分析了μTESLA協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，包括其過分依賴基站、周期性公布密鑰、認(rèn)證延遲和易遭到DoS攻擊等缺點(diǎn)，從分簇路由、Hash密鑰鏈再生、密鑰發(fā)布時(shí)間三個(gè)方面入手，提出了一種改進(jìn)的廣播認(rèn)證算法。
　　最后，利用NS2仿真軟件，對混合加密算法分別從密文大小、加解密效