基于层次超立方体模型的对偶密钥预置算法

通过所建立对偶密钥,传感器网络节点之间可使用加密技术进行通信,从而保障了通信的安全性。在KDC和基于多项式池的密钥预置模型基础上,提出了一种用于密钥预置的层次超立方体模型及其密钥预置算法。理论与实验分析表明,与基于多项式和基于多项式池的对偶密钥预置算法相比,该算法具有更好的安全性能与更高的对偶密钥建立概率。     

传感器网络中能量有效的动态对偶密钥建立算法

针对密钥预分配方案中节点存储负载大、网络扩展性差等问题,提出了能量有效的动态对偶密钥建立算法(EE-DPKEA).该算法采用分簇方案来建立对偶密钥,均衡利用了网络中所有节点的能量,延长了网络生命周期.实验结果表明,EE-DPKEA算法的安全性、存储通信开销、连通性和能量负载平衡等方面要优于传统的基于密钥预分配的方案.     

传感器网络中基于对偶编码的随机密钥建立算法

为进一步提高传感器网络节点之间建立直接密钥的概率,降低间接密钥建立过程的通信开销,提高密钥的安全性能,提出了一种新的基于对偶编码的随机密钥建立算法。在新算法中,首先,采用随机数字对节点进行编码;然后,节点之间通过不同位进行第一次通信,并经过三次握手确定最终的密钥参数。理论分析和仿真实验结果表明,与传统的对偶密钥建立算法相比,新算法具有更高的密钥建立概率、密钥安全性能和更低的通信开销。     

传感器网络中基于信誉模型的对偶密钥建立算法

基于密钥预置技术,提出了一种新的传感器网络动态对偶密钥建立算法。在该算法中,节点在部署前首先被预置一个全局初始密钥,在部署之后,邻节点之间将基于预置的全局初始密钥来动态生成一跳的对偶密钥。理论分析与实验结果表明,与已有基于随机方法的传感器网络对偶密钥建立算法相比,新算法具有更好的直接和间接对偶密钥建立概率。     

WSN的对偶密钥路径本地搜索算法

无线传感器网络中基于规则网络的密钥预置方案具有预置开销小、寻径快等特点,但这类方案直接对偶密钥建立的概率较低。该文基于已经存在的节点连通集团,针对传感器网络对偶密钥连通图,提出层次连通框架,定义节点层次连通度,给出节点本地搜索算法。仿真结果表明该算法能提高节点的平均密钥连通度。     

传感器网络中基于位置部署的对偶密钥建立

对偶密钥的建立是研究传感器网络安全的关键问题之一。该文采用超立方体模型的节点编码,结合网络节点的期望位置信息,提出了一种基于混合超立方体模型的多项式对偶密钥建立算法。实验结果显示该算法具有建立直接密钥概率较高、存储开销合理等良好性能。     

管道流量泄漏监测传感器网络中动态密钥路径的实现

针对管道流量泄漏和管网突发性的爆管,将动态密钥路径的实现应用于管道流量泄漏监测中,对偶密钥技术的采用使无线传感器网络通信的安全性得到保障,而对偶密钥中的动态密钥路径的应用进一步提高无线传感器网络通信的可靠性.提出了动态密钥预分配方案及预置算法,导出了基于弱连通性的簇内动态密钥路径实施过程及其算法分析.sBIBD模型算法较好地预测网络阻塞现象,自适应实时调整网络传输速率和减少网络数据损失率.该算法具有良好可靠性和高效性,以保证在管道泄漏监测网络中获得更优的链路利用率、TCP友好性以及减少链路丢包率,是一种适合无线传感器网络安全可靠的具有实用价值的算法.     

无线传感器网络对偶密钥误用检测算法

无线传感器网络正常节点之间的对偶密钥有可能受损,攻击者将误用受损密钥伪造信息数据包,破坏正常通信或消耗节点有限的资源。针对这一问题,提出一种对偶密钥误用检测算法。在每一个信息数据包里附加一个可验证的认证因子,转发节点通过验证认证因子就能够确认对偶密钥是否被误用。通过安全分析和性能分析表明该检测算法的有效性。而且,该算法可集成到大多的密钥预分发算法或错误数据过滤算法,以提供更可靠的安全通信。     

传感器网络中节点对偶密钥建立自学习算法研究

对偶密钥建立的有效性和安全性的折衷平衡是研究传感器网络中对偶密钥管理问题的焦点.提出了基于扩环矩阵向量预置的密钥建立算法以及相应的节点自学习算法.仿真实验表明我们的算法不仅取得了与MSKPD方案非常接近的抗毁损性能,而且在同样的预置和部署条件下,具有更高的密钥连通度.     

异构传感器网络中的一种混合密钥预分配方案

针对异构无线传感器网络,提出一种混合密钥预分配方案。该方案针对异构节点采用不同密钥预分配策略：高级节点采用基于身份的公钥密码机制进行节点间的认证和密钥协商;普通节点主要采用基于单向散列链的随机密钥预分配策略,在高级节点的辅助下进行对偶密钥的建立。在对偶密钥建立过程中,采用共享密钥发现和密钥协商相结合的方法,充分发挥公钥密码机制和随机密钥预分配策略的优势,达到较好的安全连通性和抗毁性。理论分析和仿真试验结果证明方案的可用性和安全性。     

Robust self-keying mobile ad hoc networks

Pairwise key establishment in mobile ad hoc networks allows any pair of nodes to agree upon a shared key. This is an important security service needed to secure routing protocols, and in general to facilitate secure communication among the nodes of the network.We present two self-keying mechanisms for pairwise key establishment in mobile ad hoc networks which do not require any centralized support. The mechanisms are built using the well-known technique of threshold secret sharing, and are robust and secure against a collusion of up to a certain number of nodes. We evaluate and compare the performance of both the mechanisms in terms of the node admission and pairwise key establishment.     

关键节点和平滑处理的PRM路径优化方法

针对移动机器人路径规划采用的概率路图（Probabilistic Roadmap,PRM）算法存在路径拐点过多以及部分转角过陡的问题,提出一种PRM路径优化方法。PRM算法在构建路径网络图时采用随机采样,路径并非最优,路径节点过多,使用Douglas-Peucker（D-P）算法提取PRM算法生成初始路径节点中的关键节点,用关键节点代替原来的初始路径节点,以减少路径中拐点的个数。使用Clothoid曲线对新生成的路径进行平滑处理,达到路径优化的目的。仿真结果表明该优化方法能减少路径节点的个数,并使路径更加平滑。     

一种计算因特网AS拓扑的最短路径的快速算法

最短路径是因特网AS(autonomous system)拓扑的一个重要特征,AS间的路由路径一般是AS之间的最短路径.因特网服务提供商之间复杂的商业关系导致AS之间存在复杂的路由关系,从而影响AS路由路径的选择,因此在计算AS拓扑中最短路径时需要考虑AS间的路由关系.提出了一种计算AS拓扑中最短路径的算法,算法基于无向图的宽度优先最短路径算法,时间复杂度为O(nm),这里n和m分别为拓扑图中节点和边的个数.通过实验发现,与现有的计算AS拓扑最短路径的时间复杂度为O(n3)的算法相比,该算法在实现同样精确度的前提下大幅缩短了计算时间.     

An efficient and scalable pairwise key pre-distribution scheme for sensor networks using deployment knowledge

Pairwise key establishment is a fundamental security service for sensor networks. However, establishing pairwise key in sensor networks is a challenging problem, particularly due to the resource constraints on sensor nodes and the threat of node compromises. On the other hand, adding new nodes to a sensor network is a fundamental requirement for their continuous operation over time, too. We analyze the weaknesses of security due to node capture when adding sensor nodes using key pre-distribution schemes with “fixed” key pools. In this paper, we propose a new approach, which separates the nodes into groups, the nodes in a group communicate with each other using pairwise keys pre-distributed, the communications between any two neighbor groups are accomplished also through pairwise keys, which is computed based on the pre-distributed Hash chain. We show that the performance (e.g. continuous connectivity, continuous network resilience against node capture and memory usage) of sensor networks can be substantially improved by using our scheme. The scheme and its detailed performance evaluation are presented.     

A fault tolerant routing algorithm based on cube algebra for hypercube systems

We propose an approach to determine the shortest path between the source and the destination nodes in a faulty or a non-faulty hypercube. The number of faulty nodes and links may be rather large and if any path between the nodes exists, the developed algorithm determines it. To construct this algorithm, some properties of the cube algebra are considered and some transformations based on this algebra are developed.     

Routing Function and Deadlock Avoidance in a Star Graph Interconnection Network

In this paper the properties of paths in a star graph are investigated through the analysis of the corresponding star transposition tree. The general algebraic expression for all shortest paths between any two nodes (routing function) is found, and it is shown that every shortest path consists of a number of subpaths which can be combined in an arbitrary order or even mutually nested. Further, due to the known routing function the deadlock problem is solved using the method of virtual channels. A minimal deterministic routing algorithm is developed which recognizes the structure of the path by extracting subpaths and allows optimal adaptive management of virtual channels. Finally, based on the sufficient number of virtual channels, the minimal fully adaptive routing algorithm is suggested which offers an opportunity to reroute the message a number of times, while maintaining the shortest path between two nodes.     

传感器网络对偶密钥连通图中的关键节点研究

由于传感器节点部署的随机性、以及网络规模迥异的特点,已有的对偶密钥建立机制可能使得网络中出现若干个孤立的连通集团。在提出基于多点认证的信任模型上,分析了可能使得集团互联的一类关键节点的性质。仿真结果表明,通过关键节点间的对偶密钥建立协议,与传统的建立过程相比,在取得相近抗妥协性能的前提下,能够有效地实现孤立集团间的互联。     

最佳双环网的有效分布式路由算法

本文对C.S.Raghavendra等人提出的最佳双环网,给出了无故障情况下的最佳路由算法(NCR)和故障情况下的容错算法(FTR),且FTR在网络同时出现故障的结点数小于3时,保证信息沿最短路径传输.