基于區(qū)域信息的WSN密鑰管理方案的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，wireless sensor network)是一個(gè)由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，部署在開(kāi)放區(qū)域內(nèi)，以自組織方式形成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，其安全問(wèn)題日益突出，特別是在一些對(duì)安全性有較高要求的應(yīng)用場(chǎng)合，如軍事和商業(yè)領(lǐng)域，安全成為應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。密鑰管理是WSN安全研究領(lǐng)域最為基礎(chǔ)的內(nèi)容，有效的密鑰管理機(jī)制是保證其它安全機(jī)制如安全路由、安全定位的關(guān)鍵因素。
　　 本文介紹了WSN的體系結(jié)構(gòu)和

2、特點(diǎn)、安全需求以及安全技術(shù)，對(duì)密鑰管理方案評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、分類及研究現(xiàn)狀等進(jìn)行全面性的分析。著重研究了現(xiàn)有的WSN中典型方案如Eschenauer-Gligor方案、Q-composite方案、哈希密鑰鏈預(yù)分配方案和多項(xiàng)式預(yù)分配方案，并對(duì)它們的性能指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。針對(duì)典型方案中存在的內(nèi)存消耗大、密鑰利用率低的不足，提出了一種基于位置的哈希密鑰鏈預(yù)分配方案。該方案利用節(jié)點(diǎn)位置信息，將物理區(qū)域和密鑰池形成一定的映射關(guān)系，極大地提高了節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

3、共享密鑰的概率。分析結(jié)果表明，與現(xiàn)有預(yù)分配方案相比，本方案提高了密鑰的利用率，同時(shí)又具有較高的網(wǎng)絡(luò)連通性和安全性。
　　 典型隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案中存在著網(wǎng)絡(luò)連通性和安全性之間的矛盾，針對(duì)這一問(wèn)題，提出一種基于區(qū)域劃分的混沌密鑰管理方案。該方案使用劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的方法進(jìn)行密鑰更新和減少節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)開(kāi)銷，利用混沌的初值敏感性和遍歷性增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全通信。分析結(jié)果表明，該方案在提高網(wǎng)絡(luò)連通性和安全性的同時(shí)，節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)和通信能耗都大大降低。