WSN中同构模型下动态组密钥管理方案

研究了同构网络模型的组密钥管理问题,首次给出了一个明确的、更完整的动态组密钥管理模型,并提出了一种基于多个对称多项式的动态组密钥管理方案。该方案能够为任意多于2个且不大于节点总数的节点组成的动态多播组提供密钥管理功能,解决了多播组建立、节点加入、退出等所引发的与组密钥相关的问题。该方案支持节点移动,具有可扩展性,并很好地解决了密钥更新过程中多播通信的不可靠性。组成员节点通过计算获得组密钥,只需要少量的无线通信开销,大大降低了协商组密钥的代价。分析比较认为,方案在存储、计算和通信开销方面具有很好的性能,更适用于资源受限的无线传感器网络。     

适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中经常出现节点加入或退出网络的情况,提出了一种安全有效的混合式组密钥管理方案.多播报文的加密和节点加入时的组密钥更新,采用了对称加密技术;而系统建立后,组密钥的分发和节点退出后的组密钥更新,采用了基于身份的公钥广播加密方法.方案可抗同谋、具有前向保密性、后向保密性等安全性质.与典型组密钥管理方案相比,方案在适当增加计算开销的情况下,有效降低了节点的存储开销和组密钥更新通信开销.由于节点的存储量、组密钥更新开销独立于群组大小,方案具有较好的扩展性,适合应用于无线传感器网络环境.     

面向分层无人机网络的去中心群组密钥管理方案

为解决现有分层无人机(UAV)网络中群组密钥管理存在的单点故障问题，群组成员离线导致整个群组无法计算、及时更新组密钥的问题，该文提出一种支持异步计算的去中心群组密钥管理方案。该方案采用异步棘轮树(ART)协议实现对群组密钥的预部署，各成员能对组密钥进行异步计算、自主更新；利用区块链技术的去中心化特性解决了单点故障问题，提高了群组密钥管理的透明性与公平性。性能评估表明，与同类方案相比，该方案中的簇成员无人机具有较低的计算开销和通信开销，适合应用于分层无人机网络环境。     

无线传感器网络中自治愈的群组密钥管理方案

 群组密钥管理的自治愈机制是保证无线传感器网络在不可靠信道上进行安全群组通信的重要 手段.基于采用双方向密钥链的群组密钥分发与撤销方法,提出了一个无线传感器网络中具有撤销能力的自治愈群组密钥管理方案.该方案实现了群组密钥的自治愈功能和节点撤销能力, 能够满足在较高丢包率的无线通信环境下传感器网络群组密钥管理的安全需求,确保了群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全属性.性能分析表明,该方案具有较小的计算和通信开销,能够适用于无线传感器网络.     

WSN的网络安全管理机制研究

本文提出一种基于多项式的WSN密钥管理方案.基站通过计算节点秘密信息构成的多项式来生成网络的全局密钥,节点通过全局密钥可以认证网络中的合法节点.节点用全局密钥经过对称多项式密钥交换来生成与簇头节点之间的会话密钥.该方案能够动态更新密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的信息泄露、密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题.性能分析表明,该方案与现有的密钥预分配方案相比,具有更低的存储开销、通信开销、良好的扩展性和连通性.     

一种无状态的传感器网络密钥预分配方案

 在无线传感器网络中,节点被敌方捕获以后将泄露节点内存储的群组密钥等秘密信息,所以需要建立一种安全高效的群组密钥管理系统来及时对被捕获节点进行撤销,以保证无线传感器网络中群组通信的安全.提出一种基于逻辑密钥树结构的密钥预分配方案,群组控制者和密钥服务器(GCKS)为逻辑密钥树中每一逻辑节点分配一个密钥集,每一sensor节点对应一个叶节点,以及一条从该叶节点到根节点的路径,GCKS将该路径上所有节点的密钥植入sensor节点.节点撤销时,GCKS将逻辑密钥树分成互不相连的子树,利用子树中sensor节点的共享密钥进行群组密钥的更新.分析表明本方案满足无状态性,以及正确性、群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全性质,具有较低的存储、通信和计算开销,适用于无线传感器网络环境.     

一种基于二次型的无线传感器网络密钥管理方案

针对现有的基于多项式的密钥预分配管理方案受限于节点间密钥共享率和网络连通率等问题,文中提出了一种基于二次型的无线传感器密钥管理方案.该方案突破现有二元t次对称多项式建立共享密钥的思路,引入多元非对称二次型多项式,利用二次型特征值与特征向量之间的关系,分析证明二次型正交对角化的特性,生成密钥信息,节点则通过交换密钥信息实现身份认证,生成与邻居节点之间独立唯一的会话密钥.性能分析表明,与现有的密钥管理方案相比,方案在抗俘获性、连通性、可扩展性、通信开销和存储开销上有较大的改进.     

一种基于服务器端的群组密钥协商方案

群组密钥协商是群组通信中非常重要的基本工具,现有群组密钥协商机制需要本地组成员全部参与协商,这严重制约群组通信系统的可扩展性与高效性。针对这个问题,文中提出了一种基于服务器端的群组密钥协商方案。该方案仅需要与每个组成员连接的服务器组间密钥协商,从而能够降低群组的存储开销和通信开销。同时在客户端函数库内通过设计一个单向映射机制实现从服务器组密钥到群组密钥变换。与基于客户端函数库的密钥协商机制相比,其可扩展性及密钥协商效率更高。     

移动ad hoc网络预分配非对称密钥管理方案

为了降低移动ad hoc网络非对称密钥管理中的通信开销,基于组合公钥思想,将ElGamal方案与预分配密钥方式相结合,提出一种基于身份的预分配非对称密钥管理方案(PAKMS)。该方案通过私钥生成中心为节点预分配主密钥子集及基于时间获得节点密钥更新的方式,从方法上降低了移动ad hoc网络非对称密钥管理中的通信开销;私钥生成中心为节点预分配主密钥子集的方式也使节点在网络运行阶段不再依赖私钥生成中心为节点分配和更新密钥。由此,弱化了基于身份密钥管理中存在的私钥托管问题对网络安全的影响。与典型方案对比分析表明,该方案在提供节点密钥更新服务的情况下能够有效降低网络通信开销。此外,对方案的安全性进行了详细证明。     

适用于传感器网络的分级群组密钥管理

 由于无线传感器网络中经常出现节点加入或离开网络的情况,所以需要建立一种安全高效的群组密钥管理系统来保证无线传感器网络中群组通信的安全性.提出了一种基于密钥树和中国剩余定理的分级群组密钥管理方案.有sensor节点加入,先向新成员发送二级群组密钥,可参与一些不太敏感的数据的传送;待新成员获得GCKS的信任之后,则向其发送群组密钥,从而可参与有关机密信息的会话.节点离开时,通过利用完全子集方法将剩余成员进行分割,提出的方案可以利用中国剩余定理对群组密钥进行安全的更新.证明方案满足正确性、群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全性质.性能分析表明,此方案适合应用于无线传感器网络环境.