矩阵池在传感器网络密钥预配置方案中的应用

借鉴传感器网络中基于密钥矩阵密钥对预配置方案,设计出一个应用于传感器网络的高效密钥对预配置方案：应用矩阵池的密钥预配置方案。该方案提出了矩阵池的概念,将密钥的预配置建立在多个密钥矩阵之上,节省了节点的存储空间,增强了网络的可扩展性。将加密传输机制应用到密钥的传输过程中,增强了密钥传输过程中的安全性。通过本文的分析可以看出该方案有一些优良的特性,包括两节点间能以很高的概率成功建立密钥对、对入侵有较强的鲁棒性、低通讯量。     

基于多格的ad hoc网络密钥预配置方案

借鉴传感器网络中基于多项式的密钥对预配置方案,设计出一个应用于ad hoc网络的高效密钥对预配置方案:基于多格的密钥预配置方案.该方案提出了多格的概念,将密钥的预配置建立在多个由多项式构成的二维表格之上,从而增加了节点之间建立会话密钥的概率.第1次将门限机制应用到密钥的传输过程中,增强了密钥传输过程中的安全性.通过分析可以看出该方案有一些优良的特性,包括两节点间能以很高的概率成功建立密钥对,对入侵有较强的鲁棒性、低通信量.     

无线传感器网络密钥管理方案的研究

以基于矩阵的密钥预分配方案为基础,提出了新的基于分组的节点部署模型和基于分组的密钥管理方案,并且对方案的性能进行分析。该方案对无线传感器网络中的节点进行分组部署,能够解除分组节点数量要固定相等的限制、简化传感器节点的部署过程,同时克服了密钥预分配方案中要求预先掌握节点预期部署位置信息的缺点,提高建立密钥的概率和安全性。     

无线传感器网络的双矩阵密钥预分配方案

为提高无线传感器网络存储资源的利用率,同时增强网络的安全性和连通率,提出一种双矩阵密钥预分配管理方案。该方案在Blom密钥分配方案基础上,采用双矩阵对节点逐次进行密钥分配,并在节点对密钥建立后,采用双矩阵信息删除方案减少矩阵信息。分析表明：该方案具有高效率、高连接、低储存成本等特性。     

基于矩阵的无线传感器网络密钥预分配

为了提高邻居节点建立共享密钥的概率, 减少无线传感器网络资源的消耗, 从而进一步提高无线传感器网络中的连通性, 提出了一种基于矩阵的无线传感器网络的随机密钥部署方案。该方案在无线传感器的目标划分区域中采用3×3矩阵的方式进行密钥预分配, 使邻居节点共享直接密钥的个数为q, 提高了节点间共享密钥的阈值, 减少了节点存储冗余密钥的数量。数据分析和仿真结果表明, 该方案不但在存储密钥数量和安全性方面有较好的性能, 而且连通率为100%。     

一种带认证的ＬＵ密钥预分配方案

基于LU矩阵的密钥预分配方案是无线传感器网络（WSN）进行密钥管理的有效方法,但它存在通信密钥不能正确建立和通信开销大的缺陷。为此,引入了密钥认证机制,提高了密钥协商的安全性和成功的几率;并对密钥协商过程进行优化,如减少发送无关信息。分析表明,相对于原LU方案,带认证的LU方案将密钥协商过程中的平均通信量降低了16.7%。最后给出Sun Spot 传感器上的实现方案及其性能分析。     

基于矩阵空间的分级密钥管理

为提高无线传感器网络存储资源的利用率,同时增强网络的安全性,提出一种基于矩阵空间的分级密钥预分配管理方案。该方案采用LU矩阵子空间对节点逐次进行密钥分配,并在节点对密钥建立后,采用分级矩阵信息删除机制减少部分矩阵信息。实验仿真表明,在保证网络一定连通率的同时,该方案采用的分级矩阵信息删除机制不仅提升了节点的存储效率,而且逐步增强了无线传感器网络的安全性,网络节点最终能实现100%抗捕获攻击能力。     

一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案

现有的基于矩阵LU分解的传感网密钥预分配方案容易遭受LU攻击.针对该问题,采用扰动技术干扰LU分解的结果矩阵,并结合随机共享比特串截取方法,使得共享密钥难以计算,进而提出了一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案.通过有效调节噪声因子大小、密钥组件长度、密钥组件计算轮数等参数,节点仅需预分配一定数量的密钥材料,就能以较高的安全概率建立配对密钥.经过与典型方案的对比分析与讨论,结合可行性分析,证明了所提方案不仅适用于传感器网络,更能够有效抵抗窃听攻击、LU攻击和节点捕获攻击.     

基于边密钥的传感器网络动态密钥协商方案*

由于传感器自身资源受限,目前采用的主要安全技术是对称密钥与密钥预分配策略。在当前基于对称密钥的动态密钥协商方案中,节点预装入密钥材料,部署后与邻居节点通过共享密钥材料建立配对密钥。为提高动态密钥协商中密钥材料的安全性,在一个典型的动态密钥协商方案,即LBKP方案的研究基础上,提出了一种新的基于边密钥的传感器网络动态密钥协商方案。与LBKP方案相比,该方案有效地减少了内存开销,提高了密钥安全性。     

一种无线传感器网络预配置对密钥的改进方案*

针对预配置对密钥管理方案存在的缺点,引入一个临时初始密钥和混沌加密算法,提出一种预配置随机对密钥的改进方案。该方案能够使加密密钥随机地改变,且可以更新密钥,提高了网络抗破译的能力,实现了对称和非对称密钥体制的结合。分析表明该方案在安全性、密钥连通性、内存需求和密钥协商的计算量等方面有一定的优势,易于在Mica2节点上软件实现。     

无线传感网络中安全密钥管理机制

Recent advancements in wireless communication and microchip techniques have accelerated the development of wireless sensor networks (WSN). Key management in WSN is a critical and challenging problem because of the inner characteristics of sensor networks: deployed in hostile environments, limited resource and ad hoc nature. This paper investigates the constraints and special requirements of key management in sensor network environment, and some basic evaluation metrics are introduced. The key pre-distribution scheme is thought as the most suitable solution for key management problem in wireless sensor networks. It can be classified into four classes: pure probabilistic key predistribution, polynomial-based, Blom′s matrix-based, and deterministic key predistribution schemes. In each class of methods, the related research papers are discussed based on the basic evaluation metrics. Finally, the possible research directions in key management are discussed.     

基于汉明距离的无线传感器网络密钥预分配方案*

无线传感器网络自身的特征,如网络规模庞大,动态的拓扑结构,有限的计算、通信和存储能力等,使得传统的密钥分配和管理机制无法直接应用。基于汉明距离提出了一种新的适用于无线传感器网络的密钥预分配方案。该方案将对称密钥系统和非对称密钥系统结合起来,并借助汉明距离的概念在无线传感器网络中实现了密钥的分配和管理。与随机密钥预分配方案相比,本方案在健壮性和安全性方面具有一定的优势,其计算和存储开销也不大,具有一定的实用性。     

A novel key pre-distribution scheme for wireless distributed sensor networks

A novel key pre-distribution scheme for sensor networks is proposed, which enables sensor nodes to communicate securely with each other using cryptographic techniques. The approach uses the rational normal curves in the projective space with the dimension n over the finite field F q . Both secure connectivity and resilience of the resulting sensor networks are analyzed. By choosing the parameters q and n properly, this key pre-distribution scheme has some advantages over the previous known schemes. In addit...     

基于对称平衡不完全区组设计的无线传感器网络密钥预分配方案

针对无线传感器网络的密钥预分配问题,利用哈达玛矩阵,设计实现了新的基于组合设计方法的密钥预分配方案--基于对称平衡不完全区组设计的密钥预分配方案sBIBDHadamard KPS系列方案.首先,sBIBDHadamard KPS改进了现有多数方案只能共享单个密钥的问题,并实现了同等节点密钥组长度和共享密钥强度下,比现有支持多密钥共享的随机预分配方案更高的共享概率和更小的密钥路径长度,并且只要求大于2的节点邻居度数;其次,sBIBDHadamard KPS提出了一种实时合成共享密钥的方法,在节点密钥组物理长度不变的前提下,大大扩大了共享密钥选择空间,提高了安全强度;最后,sBIBDHadamard KPS使用补集设计和密钥分片两种方法进行扩展设计,实现了对较大网络规模的支持,并且在一定程度上优化了能量消耗.     

一种无线传感器网络预分配密钥管理方案的改进

无线传感器网络在应用二元多项式密钥预分配协议时,通常容易遭受到敌方的合谋攻击。为了更好地解决这一问题,通过减少普通节点共享的密钥个数,改变簇首间建立共享密钥的方式,改进了一种无线传感器网络的密钥预分配管理方案。分析表明,改进后的方案保留了原方案的网络高安全性等优点,而且进一步节省了普通节点的内存空间,减少了节点间的通信量,延长了网络的生存周期,能够有效地抵御敌方的合谋攻击。     

基于分层网格的无线传感器网络密钥预分配方案

无线传感器网络自身的特征,如网络规模庞大、动态的拓扑结构、有限的计算、通信和存储能力等,使得传统的密钥分配和管理机制无法进行直接应用。基于分层网格提出了一种新的适用于无线传感器网络的密钥预分配方案。该方案采用多项式方法在传感器节点间建立共享密钥,并引入分层网格结构实施密钥的预分配。这种设计方法有效地降低了部分节点被俘获后对网络安全造成的影响,增强了网络的健壮性,而且其计算和存储开销也不大,具有一定的实用性。     

基于标识的无线传感器网络密钥预分配方案

密钥分配是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一.为了实现无线传感器网络中的安全通讯,需要对传感器结点间传递的信息进行加密.由于受每个传感器结点自身资源的限制,传统网络中使用的密钥分配策略,并不适用于无线传感器网络.提出了基于结点ID的密钥预分配方案,实现了非对称和对称密钥体制、分布式和集中式密钥管理的结合,有效地提高了传感器网络其安全性和连通性.     

传感器网络中基于信誉模型的对偶密钥建立算法

基于密钥预置技术,提出了一种新的传感器网络动态对偶密钥建立算法。在该算法中,节点在部署前首先被预置一个全局初始密钥,在部署之后,邻节点之间将基于预置的全局初始密钥来动态生成一跳的对偶密钥。理论分析与实验结果表明,与已有基于随机方法的传感器网络对偶密钥建立算法相比,新算法具有更好的直接和间接对偶密钥建立概率。     

异构传感器网络中的一种混合密钥预分配方案

针对异构无线传感器网络,提出一种混合密钥预分配方案。该方案针对异构节点采用不同密钥预分配策略：高级节点采用基于身份的公钥密码机制进行节点间的认证和密钥协商;普通节点主要采用基于单向散列链的随机密钥预分配策略,在高级节点的辅助下进行对偶密钥的建立。在对偶密钥建立过程中,采用共享密钥发现和密钥协商相结合的方法,充分发挥公钥密码机制和随机密钥预分配策略的优势,达到较好的安全连通性和抗毁性。理论分析和仿真试验结果证明方案的可用性和安全性。