Comparison of Random Key Predistribution Schemes in Wireless Sensor Networks Based on Average Distance.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存周期取決于傳感器節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的電源。電源消耗主要包括感知、通訊、數(shù)據(jù)處理三個(gè)部分，數(shù)據(jù)通訊包括轉(zhuǎn)發(fā)和接收消息。在隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案中，密鑰被隨機(jī)地從密鑰池中選擇，預(yù)先裝配到每個(gè)傳感器結(jié)點(diǎn)的內(nèi)存。在傳感器節(jié)點(diǎn)分布完成后，通過(guò)在擁有相同密鑰的節(jié)點(diǎn)之間建立路徑，得到了一張無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰圖。
　　 為了達(dá)到節(jié)約結(jié)點(diǎn)有限電源的目的，信息在任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間傳遞的平均路徑距離，是衡量傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)。因此，

2、本文首先提出密鑰圖的平均距離作為判斷密鑰預(yù)分配方案性能的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。平均路徑距離，是基于所有節(jié)點(diǎn)之間的總距離推算得出來(lái)的。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是：平均路徑距離值越小，密鑰方案越好。這是因?yàn)檩^小的平均路徑距離意味著較低的能源消耗。本文比較了基本的隨機(jī)密鑰分配方案、q-密鑰方案、隨機(jī)對(duì)密鑰方案、鄰近對(duì)密鑰方案。實(shí)驗(yàn)顯示，鄰近對(duì)密鑰方案在平均路徑距離上表現(xiàn)好，而隨機(jī)密鑰分配方案最差，隨機(jī)密鑰分配方案略強(qiáng)于q-密鑰方案。實(shí)驗(yàn)同時(shí)顯示，伴隨著結(jié)點(diǎn)的度增加，跳數(shù)

3、減少，因此平均路徑距離減少。其他對(duì)平均路徑距離有影響的因素包括：密鑰環(huán)的大小、節(jié)點(diǎn)通訊半徑、分布模式、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模(指結(jié)點(diǎn)密度)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到，隨機(jī)密鑰分配方案在結(jié)點(diǎn)與通訊范圍內(nèi)的鄰居結(jié)點(diǎn)沒(méi)有產(chǎn)生共享密鑰時(shí)，平均路徑比較長(zhǎng)：而當(dāng)結(jié)點(diǎn)的密鑰環(huán)大小增加時(shí)，相應(yīng)地平均路徑距離迅速減小。
　　 基于上述考慮，本文提出一種新的隨機(jī)密鑰分配增強(qiáng)方案：每個(gè)結(jié)點(diǎn)都分配一個(gè)特別的密鑰，它們?cè)诿荑€路徑建立過(guò)程中使用，以達(dá)到縮減平均路徑距離長(zhǎng)度的作用。