基于三节点的组密钥生成方案

设计安全的组密钥方案以保障无线网络中各节点之间的安全通信, 是无线网络面临的一个巨大挑战. 为了解决这个问题, 文章提出了一种基于三节点的组密钥生成方案. 该方案首先选择一个受信任的系统授权机构为网络中的用户节点进行分组, 然后节点用户利用物理层无线信道特征提取短密钥, 并交换使用Schnorr签名后的信息,最后每个用户节点都对自己的邻居节点进行身份验证. 若验证成功, 则为网络中的节点建立一个组密钥. 仿真结果表明, 该方案的组密钥率与信噪比之间呈正相关, 且组密钥率不随节点个数的增加而下降, 具有很好的无线网络适应性.     

社会网络中基于节点平均度的k-度匿名隐私保护方案

社会网络数据的发布可能导致用户隐私被泄露,例如用户的身份信息可能被恶意攻击者通过分析网络中节点的度数识别出来,针对这个问题提出一种基于节点平均度的k-度匿名隐私保护方案.方案首先利用基于平均度的贪心算法对社会网络节点进行划分,使得同一分组中节点的度都修改成平均度,从而生成k-度匿名序列;然后利用优先保留重要边的图结构修改方法对图进行修改,从而实现图的k-度匿名化.本方案在生成k-度匿名序列时引入平均度,提高了聚类的精度,降低了图结构修改的代价.同时,由于在图结构修改时考虑了衡量边重要性的指标—邻域中心性,重要的边被优先保留,保持了稳定的网络结构.实验结果表明,本方案不仅能有效地提高网络抵抗度攻击的能力,还能极大降低信息损失量,在保护用户隐私的同时提高了发布数据的可用性.     

基于CRC的防污染网络编码方案

网络编码的直接应用容易遭受污染攻击,我们针对这一安全性问题,给出了一种基于CRC校验码的防污染网络编码方案.该方案首先通过引入快速的并行CRC校验码和消息时间戳的设计理念,然后结合具有同态性质的RSA签名算法,来确保校验码和时间戳的安全.从该方案的安全性方面和效率方面进行分析表明:网络编码、并行逆序CRC检验码和消息时间戳三者的结合可以有效地抵抗污染攻击和重放攻击,并且大大地降低节点的计算代价,提高了网络的吞吐量.     

基于数字签名的防污染网络编码方案

网络编码技术对于提高网络吞吐量、均衡网络负载、提高带宽利用率、增强网络的鲁棒性等方面都有明显的优势,但是无法直接抵抗污染攻击.最近,学者提出了基于同态哈希函数的签名方案,可以较好检测污染攻击,但是很难定位被污染的节点.本文结合两者的优势提出了一个基于数字签名的网络编码方案,该方案不仅能够抵抗污染攻击,而且能有效地确定出攻击源的位置,从而降低污染攻击对网络造成的影响,并提升网络的健壮性.     

基于Core-Selecting机制的物联网安全路由协议

设计安全的路由协议以确保网络与隐私信息安全是物联网面临的一个巨大挑战,提出了一种Core-Selecting机制,并将该机制应用于物联网路由协议设计,在此基础上设计并实现了一种新的物联网安全路由协议PALXC,有助于抵御合谋攻击和选出可信路由.理论分析和仿真实验结果表明了所设计的协议的有效性.     

基于费马点的网络连通性修复策略

连通性修复是保证网络有效性、可靠性的重要手段，而目前关于1-连通性修复的策略没有将图形的几何性质与网络的拓扑结构很好地结合，因此难以用最少的中继节点完成修复。将费马点、三角剖分与最小生成树有效结合，设计了一种基于费马点的网络连通性修复策略，并且从理论上证明了该策略的近似比和复杂度分别为$\frac{3\sqrt{3}}{4-\sqrt{3}}$ 与O(n log n)，而仿真实验表明该策略在中继节点消耗上明显少于其他同类型策略。     

认知无线电网络中基于接收信号强度的组密钥提取方案

为了保障认知无线电网络（cognitive radio networks, CRNs）中次用户之间的安全通信,提出一种基于物理层无线信道特征接收信号强度（received signal strength, RSS）的组密钥提取方案。在网络中并非所有次用户都在彼此通信范围内的情况下,该方案利用中继节点实现组密钥的提取,即在链式通信拓扑结构下,组内所有节点将链上除头节点和尾节点以外的其他节点作为辅助中继节点,提取链上所有相邻节点间的RSS测量值。之后,提出一种新的量化方法对提取到的RSS测量值进行量化。首先,给所有RSS测量值找到相应的量化区间;其次,为每个RSS测量值找到相配对的值,使得生成的密钥与多位RSS测量值相关,保证最终密钥生成的随机性;最后,利用格雷码编码对量化后的RSS测量值进行编码。使用MATLAB仿真软件模拟用户在高斯信道中建立组密钥的过程,信噪比在0～30 dB变化,实验结果表明,密钥建立过程中比特不一致率随着组内节点个数增加而增加,随着信噪比的增大而减小。此外,数值计算分析了该方案在不同条件下能够达到的组密钥率,结果表明,该方案的组密钥率随着组内节点个数和信噪比变化所呈现的变化趋势与比特不一致率相反。与现有方案相比,本方案能够大幅地降低用户建立组密钥的通信代价。综上所述,本方案在提高组密钥提取效率和降低用户通信代价方面都具有较明显的优势。