基于節(jié)點部署信息的WSN密鑰管理機制研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的電源能量極其有限、存儲能力和數(shù)據(jù)處理能力比較弱、無線通信范圍受限的微型節(jié)點通過自組織的方式形成的網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的各個領(lǐng)域，其安全問題不容忽視。其中密鑰管理是首要解決的問題，也是保證節(jié)點之間安全傳輸數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。 隨機預(yù)分配是目前普遍采用的密鑰分配機制，其中基于節(jié)點部署信息的密鑰預(yù)分配是已經(jīng)被人們認(rèn)可的一種密鑰分配機制。目前提出的基于節(jié)點部署信息的密鑰預(yù)分配方案大都是把節(jié)點分組進(jìn)行管理，但是都不能

2、達(dá)到組內(nèi)節(jié)點和組間節(jié)點相同的連通性，而且內(nèi)存的占用量比較大，網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)存使用量和網(wǎng)絡(luò)的安全性之間存在矛盾，有些方案的網(wǎng)絡(luò)可擴展性不強，不適合于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。 鑒于現(xiàn)有密鑰管理機制的不足，本文做了一下工作： 一、基于密鑰預(yù)分配思想，提出了密鑰函數(shù)鏈預(yù)分配機制。鄰居節(jié)點間通過共享的兩個密鑰函數(shù)計算出它們之間的共享密鑰，在信息的傳送過程中運用了橢圓曲線中上的雙線性對的性質(zhì)對消息進(jìn)行加解密運算，實現(xiàn)了消息和節(jié)點的認(rèn)證功能，防止了信

3、息的篡改和節(jié)點偽造攻擊。 二、給出了組與組之間臨界節(jié)點的判定方法。每個節(jié)點根據(jù)自己所覆蓋的區(qū)域精簡自身的密鑰函數(shù)鏈的數(shù)量，這樣既不影響網(wǎng)絡(luò)的連通性，又減少節(jié)點的內(nèi)存使用量。 三、利用正六邊形對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行劃分，這樣不僅使節(jié)點上預(yù)分配的密鑰函數(shù)鏈的數(shù)量減少，還實現(xiàn)了用少量的節(jié)點就可以達(dá)到區(qū)域的無縫覆蓋。通過仿真實驗證明，該方案能減少節(jié)點的內(nèi)存使用量，保證了組內(nèi)節(jié)點和組問節(jié)點相同的連通性，提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴展性，并減少了節(jié)點的