无线传感器网络中基于簇协作的分布式组密钥管理方案

处于敌对环境的传感器网络极易遭到攻击,且不存在长期可信的节点可以担当组管。提出一种分布式组密钥管理方案,方案基于簇形结构,充分利用簇内通信及簇间通信的局部特性,对组密钥协作更新。当妥协节点总数在门限以内的某簇检测出节点妥协时,该簇的簇头发起更新,并通过簇内协作将该节点撤销;当某簇妥协节点数目在门限以上时,由该簇邻居簇的簇头发起更新,并通过簇间通信将该簇妥协节点撤销。与已有方案相比较,此方案能实时地更新组密钥,有着更好的安全性并具有较小的通信开销。     

无线传感器网络中基于隐私保护元的数据聚合机制

提出对聚合中的传感数据提供隐私保护的分布式机制。基于同余的代数特性定义了隐私保护元,无需通信即可实现传感数据的隐私性,且聚合值在簇内得以准确还原。给出了隐私保护元生成方法,该方法无需通信,且支持动态变化的聚合节点。分析表明,与集中式机制相比,避免了基站获取隐私数据及单点失效问题,对分组丢失环境有着更强的健壮性,且通信开销更低;与分布式机制相比,在提高隐私保护有效性的同时通信开销更低。     

传感器网络数据处理中基于隐私向量的隐私保护机制

针对传感器网络数据处理中的隐私保护需求,提出了新的分布式机制。构造了隐私向量,并设计了低能耗的隐私向量生成方法及使用方法,从而可有效实现求和、求最值及压缩等各类处理中的数据隐私保护。提出了种子分发算法,保证了隐私向量的安全动态生成。理论分析和仿真实验表明,与已有同类机制相比,新机制不仅能更好地抵御节点俘获攻击,具有更高的隐私保护有效性,且更为能量有效。     

传感器网络安全研究

由于传感器网络自身的一些特殊需求,加上其节点资源非常有限和网络特征的多样性,其安全问题在很大程度上不同于传统网络.给出了传感器网络的安全体系结构,力图对该领域的研究进行整体的描述.讨论了3个方面的问题:1)所采用的密码体制,如SKE,MAC,PKC等;2)密钥管理中的多种密钥建立算法;3)路由、能耗和容错等多因素相关的综合考虑.最后,简要介绍了其他一些安全问题以及该领域今后的研究热点.     

基于多任务管理系统的高清视频处理

提出了一种基于多任务管理系统的高清视频处理技术,具有提升高清视频处理实时性,优化计算资源利用率,降低高清视频处理应用设计难度的特点。首先,介绍了面向异构多核计算环境的多任务管理系统,用于多种类型任务的调度执行及计算资源的负载均衡。在此基础上,设计了一种软件流水线,将对于高清视频的复杂而重复的处理过程分解成多类型的任务,提交至多任务管理系统。最后,对基于多任务管理系统的高清视频处理技术进行了实验验证。结果表明,异构多核环境下,高清视频处理的计算性能提升了3.7倍。     

一种无线自组网故障检测算法

针对无线自组网的拓扑结构,设计一种基于分簇的无线自组网节点故障检测架构和对应的故障检测算法。分簇时分别确定主用簇和备用簇管理节点,冗余簇管理节点负责对内部成员实施异常检测,给出故障检测模块的心跳发送、心跳监控、心跳预判与实时调整机制,通过增加心跳预判实时调整机制,确保算法能够动态适应自组网易变的拓扑结构,并通过备用簇管理节点和簇间共享异常信息机制,提高系统故障检测的可靠性。利用仿真实验对故障检测机制的性能进行评估,结果表明,提出的故障检测算法具备较好的检测准确率,能够有效满足上层应用在系统可靠性设计方面的需求。     

传感器网络中基于随机混淆的组密钥管理机制

组密钥在传感器网络安全组通信及虚假数据过滤等安全服务中起着重要作用.针对节点可能被大量俘获这一安全威胁研究组密钥管理问题,提出了一种基于随机混淆技术的组密钥管理机制GKRP(group key management scheme based on random perturbation).首先,提出了一种基站与网络协同的组密钥管理框架;然后,结合秘密共享技术和随机混淆技术构造了组密钥广播函数和局部协作等功能函数,以实现组密钥更新信息的广播传输和多个被俘获节点的撤销;最后,基于上述管理框架和函数,提出了机制GKRP,使得节点间可以协作进行组密钥更新.理论分析及仿真结果表明,GKRP在特定的参数设置下不受限于被俘获节点,且该参数易于满足.因此,GKRP有效突破了门限值问题,提高了网络的抗毁性.同时,由于采取局部广播和全网络广播方式更新组密钥,GKRP在通信上同样更为有效.GKRP的存储和计算开销略高于已有同类机制,但仍然较低,适合于传感器网络.     

传感器网络中一种基于分布式更新权限的组密钥管理方案

传统网络中的组密钥管理方案一般依赖于一个长期可信的节点,由该节点存储其他所有用户的信息进行组密钥管理.与传统网络不同的是传感器网络不存在这种可信节点,而且其资源十分有限,因此传统网络中的组密钥管理方案不适合传感器网络.结合传感器网络的特性,提出一种基于分布式更新权限的组密钥管理方案DRA,DRA在组密钥更新过程中引入广播机制,并构造权限分布函数、组密钥隐藏函数及广播认证函数以实现对妥协节点的剔除(revocation)及更新信息的完整性鉴别.理论分析及仿真结果表明,方案DRA在保证安全性的同时具有较小的存储开销和通信开销,并能有效地避免孤立节点的问题.