无线传感器网络中一种基于公钥的密钥分配方案

针对基于对称密钥的密钥分配技术无法彻底解决无线传感器网络中密钥分配的安全问题,提出了一种基于公钥的密钥预分配方案,基站利用一系列原始公钥和单向散列函数产生公钥集合,并为每个节点随机分配公私钥对和公钥集合的子集。由于私钥的唯一性,采用该方案不仅能够提高网络的安全性能,而且可以改善网络的存储开销。利用随机图论的相关原理证明,该方案与传统的密钥预分配方案相比,既保证了网络的安全,又兼顾了网络和节点资源有限的实际,在连通性不变的前提下,其网络安全性和网络的扩展性大幅度提高。     

无线传感网络的密钥分配研究

介绍了WSN的安全威胁及无线传感器网络密钥预分配协议。对各种密钥管理方案进行了分析。提出无线传感网络应使用密钥预分配协议。     

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ID的传感器网络密钥管理方案

对偶密钥的建立是无线传感器网络的安全基础,它使得节点之间能够进行安全通信。但是由于节点资源的限制,传统的密钥管理方法在传感器网络中并不适用。在分析了现有密钥预分配协议的前提下,该文提出一种新的基于ID的密钥预分配协议。此协议用计算和比较散列值的方式替代广播方式协商密钥,减少了传感器节点大量的通信消耗。然后,分析了所提出方案的安全性、通信量和计算量,并和已有协议进行了比较。结果表明本文的方法不仅能保证安全性,而且节约了大量通信资源。     

基于区域的异构无线传感器网络密钥管理

密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一.在随机密钥预分配方案的基础上,提出一种利用节点部署知识和已知区域信息的异构无线传感器网络密钥预分配方案,并分别从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真.结果表明,相比现有密钥管理方案,本方案能提高网络的连通性,减小节点所需存储空间,并增强网络抗攻击能力.     

面向WSN的双向认证与密钥协商方案设计

由于无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）节点计算能力等资源受限，如何使用较少的计算量实现节点间的认证与密钥协商以保证通信安全一直是研究的热点。针对基于对称密码的认证方案网络扩展性较差、密钥更新困难的问题，以及基于非对称密码的认证方案计算资源开销大的问题，面向WSN安全需求，提出了一种基于身份的非双线性节点认证与密钥协商方案，以椭圆曲线密码算法（Elliptic Curve Cryptography,ECC）为基础，实现了通信节点之间的双向认证、会话密钥协商、确认和更新。分析表明，方案可以满足无线传感器网络节点密钥协商过程所需的几种典型的安全属性，且在资源消耗上有所优化。     

防御无线传感器网络Sybil攻击的新方法

在传感器网络中,Sybil 攻击是一类主要的攻击手段.通过随机秘密信息预分配,利用节点身份证人确认机制,提出了防御传感器网络Sybil 攻击的新方案并进行了综合性能分析.在新方案中,基于单向累加器建立了传感器网络节点秘密信息管理和分配方案,在共享密钥建立阶段,提出了传感器网络认证对称密钥建立协议,并在universally composable(UC)安全模型中对该协议进行了可证明安全分析,该协议可建立网络邻居节点之间惟一的对称密钥.     

一种基于双密钥的无线传感网络动态密钥管理方案

针对无线传感网络节点的存储空间、能量等的限制,以及动态密钥管理的无身份认证的安全问题等,提出一种类似一次一密的双密钥管理方案.该方案增加了身份认证模块,以及新节点的认证机制.同时在更新动态密钥时引入盐值,这一特性又进一步增强了无线传感器网络的抗毁性能.最后分析了方案的存储量、连通性以及安全性：在超过6 000个节点的网络环境下,该方案单个节点的密钥存储量大幅降低,仅有E-G方案的一半左右;在连通性方面,E-G方案是基于概率的,一般为0.9,而该方案的连通率为1;在安全性方面,该方案降低了密钥环的数量,未捕获节点的密钥暴露概率比E-G方案低很多.     

基于混沌映射的密钥预分配方案

文中提出一种新的无线传感器网络密钥预分配方案——基于混沌映射的密钥预分配方案CMKP（Chaos Mapping based Key Pre-distribution）。CMKP方案利用整数混沌映射产生具有良好随机性和自相关性能的混沌序列形成密钥池,其传感节点只需存储密钥池中部分密钥的密钥标识ID,改进了节点会话密钥计算方法。性能分析结果表明：在不增加通信开销的同时CMKP方案能够提高无线传感器网络的连通概率和安全性能。     

基于HNN的密钥共享机制研究

安全与认证问题一直是无线传感器网络所面临的棘手难题之一,尤其是在有敌意的环境中。针对无线传感器网络通信内容易被窃听和篡改的问题,提出了一种基于Hopfield神经网络(HNN)的密钥共享协议。该协议通过利用HNN的收敛特性,在任意两个节点之间建立安全通信所需的共享密钥,同时将密钥量化为i位字符串以防止暴力破解攻击。最后实例化验证了此方案的有效性。