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文檔簡介
1、異構無線傳感器網(wǎng)絡(簡稱HWSN)是從異構無線Ad Hoc網(wǎng)絡和無線傳感器網(wǎng)絡(簡稱WSN)中借鑒來的一種新型網(wǎng)絡。HWSN假設節(jié)點結構和功能的互異性,與各個節(jié)點功能相同的WSN相比,HWSN能夠延長網(wǎng)絡壽命,提高網(wǎng)絡連通性、可測性和抗毀性。隨著該項技術的發(fā)展,HWSN的應用將會越來越廣泛,其安全問題也將被極大地關注。密鑰管理是各種安全機制的基礎,如何利用節(jié)點的異構特性,為HWSN設計有效的密鑰管理方案已成為一個重要的研究問題。本文基于
2、組合設計理論,對HWSN靜態(tài)密鑰管理模型和預分配方案進行研究。 首先,本文對靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡密鑰管理進行了系統(tǒng)性的綜述,內容包括密鑰管理方案的評估標準及分類、現(xiàn)有典型方案描述等方面,并重點分析和總結了現(xiàn)有典型方案的優(yōu)缺點。然后,對組合設計理論基礎知識進行了介紹,詳細介紹了按對平衡設計理論,這些內容是本文研究內容的基礎。 本文提出了一種適合HWSN的靜態(tài)密鑰管理模型來控制異構節(jié)點的密鑰分配和網(wǎng)絡構建,模型對靜態(tài)安全引導體
3、系和安全維護體系進行了詳細描述,并將基于按對平衡設計的HWSN密鑰預分配方案引入靜態(tài)安全引導體系生成節(jié)點密鑰環(huán)模塊,充分體現(xiàn)了本模型的異構式特征。 作為研究重點,本文利用HWSN中普通節(jié)點和簇頭節(jié)點的差異性,基于中心可分解型按對平衡設計構造了異構的節(jié)點密鑰環(huán),設計了兩種密鑰預分配方案DCPBD和VDCPBD。其中,DCPBD利用了中心可分解類型PBD,將普通區(qū)組作為普通節(jié)點的密鑰環(huán),將特出區(qū)組作為簇頭節(jié)點的密鑰環(huán)。VDCPBD基
4、于DCPBD進行了擴展,將單一核密鑰替換為基于另一密鑰池進行SBIBD設計出的簇間密鑰環(huán),減小了DCPBD由于單個簇頭節(jié)點被俘后對整個網(wǎng)絡抗毀性的影響。由于在設計時考慮了節(jié)點的異構特性,使用確定性方法構造了異構密鑰環(huán),使得這兩個方案在保持密鑰連通率不變的前提下獲得了更低的空間復雜度. 最后,借助matlab仿真工具,分別對DCPBD方案及VDCPBD方案的密鑰異構性、抗捕獲性、網(wǎng)絡連通性、內存需求等進行了分析。仿真實驗表明,兩個
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