無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全密鑰管理方案的研究.pdf

1、由于傳感器節(jié)點資源受限以及無線通信的本質(zhì)特性，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)極易受到攻擊，尤其是當WSN處于無人監(jiān)管的不利環(huán)境中(如戰(zhàn)區(qū))。在這樣的環(huán)境里，敵人可以對節(jié)點實施物理捕獲和破壞，竊取節(jié)點中的重要數(shù)據(jù)，包括用來加密和認證的密鑰信息。因此，提供安全服務(wù)以確保WSN的生存顯得十分重要。本文以傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理為主題，進行了相關(guān)研究和分析。 首先提出改進的三密鑰管理框架，針對原方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)連通性較差等不足，加以改進和優(yōu)化

2、：舍棄多級分簇的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，而簡單地采用LEACH協(xié)議的單層分簇模型，這樣可以簡化網(wǎng)絡(luò)模型，節(jié)省多級簇頭節(jié)點通信帶來的額外開銷，不過同時也加劇了簇頭的通信頻度。其次調(diào)整安全路由算法，以適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使之更易于操作和實現(xiàn)。 提出一種新型的基于多項式和分組的密鑰管理機制，在WSN網(wǎng)絡(luò)的安全性、可擴展性、連通性、節(jié)點開銷等性能指標之間取得良好的平衡。該方案使用多項式計算共享密鑰以提高節(jié)點的抗攻擊性，確保網(wǎng)絡(luò)安全性；引入分組思想

3、，提高網(wǎng)絡(luò)連通性，彌補多項式機制的不足；同時設(shè)計獨特的分組模式將節(jié)點標識符劃分為組標識符和組內(nèi)成員標識符，通過擴展組內(nèi)成員標識符以提高網(wǎng)絡(luò)可擴展性，從而支持傳感器節(jié)點的動態(tài)加入。 選擇網(wǎng)絡(luò)仿真模擬器OMNeT++，使用編程語言C++對上面提出的兩種方案進行實驗研究。三密鑰改進方案的仿真結(jié)果顯示，在節(jié)點開銷差不多的情況下，該方案具有較好的網(wǎng)絡(luò)安全性能，并可支持更大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，但是方案不能支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的動態(tài)加入：對基于多項式和分組的