无线传感器网络密钥预分配方案研究

本文针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥预分配方案。通过将目标区域分为若干个子区域,然后对各个子区域分别部署密钥。分析表明,该方案具有良好的连通性和高效性。     

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%。     

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.     

无线传感器网络的分组双空间密钥预分配方案

针对Blom密钥预分配方案存在安全阈值的问题,提出一种面向无线传感网络的基于分组的双空间密钥预分配方案.将整个网络划分为多个逻辑组,组内节点服从以部署位置为中心的二维高斯分布,建立分组部署模型,组内节点和组间节点在不同的密钥空间上建立共享密钥.从全局连通性、抗毁性和有效性三个方面对方案进行理论和实验分析,结果表明本文方案在解决Blom方案安全阈值问题的同时,既提高了网络的抗毁能力,又保证任意两个节点能够直接建立共享密钥.     

基于簇的无线传感器网络预分配密钥机制

无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差.为此,提出一种基于簇的预分配密钥管理机制.采用分布式管理策略,通过更新原始共享对称多项式的系数,确保被捕获节点无法与安全节点建立共享密钥对,从而隔离被捕获节点.实验结果表明,该机制具有较好的抗捕获性和可扩展性,密钥对实时更新能保证网络具有较高的连通性,在隔离被捕获...     

无线传感器网络随机密钥预分配改进方案

由于无线传感器网络节点能量、存储能力和计算能力的有限性,使传统的网络安全方案受到挑战。针对无线传感器网络的特点,在预共享密钥和随机密钥分发方案的基础上,提出了一种密钥分配方案。该方案采用只保存密钥池中密钥ID号的方法,节省了节点的存储空间。同时,考虑到传感器节点自身资源有限的特点,在满足加密需要的前提下,通过减少会话步骤、简化计算方法来降低传感器节点的工作负荷,从而使得传感器节点存储空间和通信开销都非常小,大大提高了传感器网络的工作效率。     

基于多项式无线传感器网络密钥预分配方案*

针对无线传感器网络密钥管理中连通性、效能及安全性不足问题,基于阶层式无线传感器网络与二元对称多项式提出ESKDM （Efficient and Scalability Key Distribution Mechanism）方案。该方案通过运用多项式的特性,使传感器节点之间只需透过ID的信息交换即可建立密钥。相较于同类方案,ESKDM方案大幅度的降低传感器节点的通信成本,并完全抵抗节点捕获攻击。无论网络节点的大小,一般节点所需要储存的秘密信息都为固定的信息,能够支持大型的WSN。也提出在新增节点的同时,不需要在线的基站存在,更能适用于实际应用。     

基于网格的无线传感器网络预分配密钥机制

无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差。为此,提出一种基于网格的密钥机制。任意相邻节点可直接建立密钥对,在被攻击区域中,密钥空间的捕获不会影响其他区域节点的安全性,攻击区域捕获的节点可以方便地被集体撤销,以实现网络及时更新。实验结果表明,该机制具有良好的连通性和抗捕获性。     

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。     

一种无线传感器网络密钥预分配的簇重组方案

传感器节点的能量限制带来了问题,使得实施复杂的安全措施变得不可能。为了在无线传感器网络中提供安全性,先前相关研究人员提出了多种密钥预分配方案。尽管这些密钥分配方案存在各种改进,但没有提供单独的机制来过滤恶意节点。本文提出了一种新的簇群重组技术方案,用来改进密钥预分配,同时检测和删除恶意节点。该方案包括对密钥空间中的信息操作的过程和节点的重组,通过簇群重组能够减少为入侵者提供有用信息的节点数量,使得网络受到破坏的可能性降低。最后方案性能评价与分析结果表明,当受到损害的节点数量接近阈值时,簇群得到了有效的重组,即超过该阈值时,整个通信有可能受到损害。     

低功耗无线传感器网络密钥预分布方案

由于传统的密钥管理技术不太适合资源受限的无线传感器网络,因此在保证网络生存周期条件下如何进行密钥预分布和建立成为传感器网络的安全技术研究的一个重要目标.文中提出了一种新的低功耗密钥预分布方案(Low-power Key Pre-distribution Scheme,LKP).该方案把密钥池中的密钥分成具有内在联系的密钥链,前后相邻的密钥链中的密钥以一定概率重叠,每个节点均密钥链的首密钥、重叠密钥部分的初始密钥和初始位置,然后根据密钥链的重叠度来寻找最佳的网络连通性,最后分析了LKP方案的安全性,并从节点的能量损耗、安全方面对LKP方案进行性能仿真.结果表明,LKP方案与q-composite随机密钥预分布方案、多路密钥增强方案相比,降低了能量消耗,增强了网络的安全性能.     

基于正六边形部署的WSN密钥预分配方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥管理方案。该方案采用正六边形对网络进行分区,在覆盖全网的同时有效的减少了重叠区域。节点仅需预分配数量较少的密钥,就能够以很高的概率建立共享密钥,即使存在大量的移动节点仍能保持较高的连通概率。理论与仿真数据表明方案在连通性和安全性方面具有较好的性能。     

无线传感器网络密钥管理研究综述

通过分析无线传感器网络安全现状和密钥管理所面临的问题,对现存的密钥管理方案进行了分析和评估,并讨论了该方向上尚未解决的问题和发展趋势.     

基于区域的无线传感器网络密钥管理

要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．目前提出的解决方法是采用密钥预分配策略,给每个节点分配多个密钥,如Eschenauer和Gligor提出的随机密钥预分配方案（R—KPS）．随机密钥预分配方案没有利用节点的部署和位置信息,在许多应用场合中,部署和位置信息能被用于改善网络性能．在R—KPS中,每个节点有可能成为其它任何节点的邻居,所以节点必须从同一密钥池中选取密钥．如果能把网络划分为多个区域,则同一区域内和相邻区域间的节点更有可能成为邻居．文章提出一种利用已知区域信息的密钥预分配方案,相比随机密钥预分配方案,能提高网络的连通性,减小节点所需存储空间,并能增强网络抗攻击能力．最后利用上述区域信息提出一种不借助定位设备的节点定位算法,此算法实现简单,适用于定位精度要求不高的场合．     

无线传感器网络密钥管理的方案和协议

以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理方案和协议的设计是无线传感器网络安全最为重要、最为基本的研究领域.无线传感器网络固有的特性使得密钥管理研究面临许多新挑战.介绍了密钥管理的安全评价和性能评价指标体系;还介绍了密钥管理的方案和协议的分类方法;着重综述和比较了典型的密钥管理方案和协议;最后指出了存在的开放问题及解决思路.目前的研究进展表明,全分布式、自组织性、容错容侵性、与地理信息相结合等研究问题将是下一步的重点研究方向.     

WSNs中多项式密钥预分配改进方案

针对密钥管理与路由信息脱离的现象,提出一种基于按需路由协议的多项式密钥预分配改进方案。该方案利用网络路由的拓扑信息和基站功能,使基站集中存储重要安全信息并承担大量计算负荷,普通节点仅保存其邻居的多项式份额。该机制能有效防止密钥泄漏,增强网络的安全性,节省节点的能量资源。     

传感器网络中建立路径密钥的增强方案

针对传统密钥预分配方案中路径密钥建立路径长,通信开销大,且实施路径密钥建立阶段后,网络安全连通率增长速度不是很快等诸多问题,提出了一种建立路径密钥的增强方案.在路径密钥建立阶段,增强方案充分利用了节点通信范围内与其安全连通的邻节点中预分配的密钥,增加了用于路径密钥协商的节点的数量.对增强方案与无增强措施的原方案进行性能分析与比较,结果表明,实施增强方案后,网络安全连通率得到了明显的提高,使网络安全连通率可以很快达到1.同时,为达到预期的网络安全连通率,增强方案所需的预置密钥数目可以少得多.