基于身份的无线传感器网络层簇式密钥管理方案

无线传感器网络的密钥管理由于布置位置、计算量和存储能力受限,使得设计时需要进行诸多考虑.为此,提出了一种基于身份的无线传感器网络层簇式密钥管理方案,可以较好地解决无线传感器网络的密钥管理问题.本方案运用身份认证加密技术,对节点认证后进行分簇,并解决簇内密钥协商问题,即建立簇成员与簇头之间共享簇密钥.通过安全性、复杂性分析和效能分析,并与一些常用方案进行对比,验证了本方案可以保证簇内完全连通、新节点便捷加入,能够满足无线传感器网络各项要求.     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

无线传感器网络动态非线性密钥分配

为减少无线传感器网络中大量的共享密钥,提出了计算每个通信数据包的动态分配密钥.该方法为：通过种子密钥加密分配密钥,由分配密钥计算数据密钥,由数据密钥加密数据,并在通信包中将分配密钥的密文与机密数据一起传输;接收节点获得数据包后,分析出包计数、节点身份标识、包跳段、分配密钥的密文和数据密文,再由共享的种子解密动态分配的分配密钥.结果表明,用于无线传感器网络的动态非线性分配密钥的方法可实现无线传感器网络共享少量种子密钥和机密通信.     

基于随机密钥种子预配置的传感网密钥管理方案

在随机密钥预配置模型的基础上提出了一种基于密钥种子的密钥管理方案. 首先节点预存储密钥种子子集, 根据密钥种子与生成因子共同生成密钥的思想给出不同类型密钥的建立及更新方法. 同时对该方案的直接连通率和安全性进行分析. 仿真结果表明该方案能够提供安全灵活的密钥更新机制, 提高网络的抗俘获性能. 最后在实验室平台进行系统实现, 分析该方案在具体通信协议和硬件基础上的通信开销、计算开销和存储开销. 综合上述分析, 该方案具有低开销的特性, 适合于传感器网络.     

基于簇协作的无线传感器网络组密钥管理方案

为了解决无线传感器网络组通信的安全问题,该文提出了一种基于簇协作的组密钥管理方案。采用簇协作的方式实现组密钥的更新,并使用伪随机数生成器和哈希函数产生更新多项式,从而及时更新组内合法节点的组密钥分量。性能分析表明,该方案具有良好的安全性和较低的存储开销,仿真结果表明,该方案具有较低的通信开销。     

自认证公钥体制Ad hoc网络密钥管理方案

基于自认证公钥体制和门限密码机制,为Ad hoc网络提出了一种新的分布式密钥管理方案。方案中节点公钥具有自认证功能,不需要证书管理,降低了网络节点的存储和通信需求;解决了基于身份公钥体制方案中的密钥托管问题,提高了系统安全性;将组合公钥的思想引入到门限密钥分发的随机数选择,简化了传统ElGamal型门限签名方案在签名前协商随机数的过程,大大降低了网络节点的通信量和计算量。分析表明,同以往提出的基于公钥密码体制的密钥管理方案相比,该方案有更高的效率和安全性。     

一种分簇无线传感网轻量级匿名认证及密钥协商方案

针对分簇无线传感网中的节点认证问题,使用轻量级的哈希函数和异或运算,设计了一种节点认证及密钥协商方案,将匿名机制引入节点认证过程中,保护了节点隐私安全,提高了网络抵御流量分析攻击的能力.对认证方案抗攻击性能和资源开销的对比分析结果表明,提出的方案可以提供良好的安全认证,并具有较低的计算、存储和通信开销.     

簇和随机密钥预分配的高效多级密钥更新

针对密钥更新理论在传感器网络中存在更新速度慢、更新范围过大、能耗多等问题,提出两级密钥更新理论.基站到簇头采用单播方式,且更新对于每个簇头具有唯一性和差异性;簇内节点采用基于多项式的广播更新方式.新方法借鉴了时隙顺序认证思想,通过预存密钥生成会话密钥,没有过多增加存储开销,降低了多项式的阶数和节点的运算量,暴露密钥更新快,保证密钥池大小不变且安全,保证网络具有好的连通性能,延长了网络寿命.仿真结果表明,密钥更新快,更新时的能量消耗可以承受.     

传感器网络密钥传播与进化

针对传感器网络密钥管理问题,提出基于生物机制的轻量级传感器网络密钥传播与进化协议．建立用于分析密钥传播协议安全性的概率模型,提出基于组的密钥传播改进协议．通过与密钥预分配相结合,提出一种安全性能更好的密钥传播协议．再利用密钥进化机制,动态更新共享密钥．分析表明,密钥传播与进化是适用于微型传感器网络的可行的安全与代价之间的折中方案．     

TinyILKH:-种改进的WSN逻辑层次组密钥管理方案

在分析逻辑层次密钥LKH方案的基础上,面向无线传感器网络WSN节点资源受限等特征,提出了一种改进的逻辑层次组密钥管理方案ILKH,采用度为4的逻辑树替代传统的二叉树结构,并设计了节点在加入和撤离等不同情况下的组密钥更新策略.ILKH使WSN节点在密钥存储和密钥更新开销方面较传统的LKH和R-LKH方案有明显的减少,可提高组密钥的分发和更新效率.最后在TinyOS环境下开发实现了密钥管理原型系统TinyILKH,采用AES算法加密组密钥,并在TOSSIM模拟平台上给出了TinyILKH的性能仿真结果.     

无线Ad hoc网络中基于身份的密钥管理方案

基于身份的密码体制(ID-based cryptography)是SHAM IR在1984年提出的,使用该体制进行加密、签名和认证可以有效地减小系统中用户的存储代价和运算量.将其应用到无线Ad hoc网络中,提出了一个基于身份的密钥管理方案.它采用基于身份的密码体制、秘密分享技术来实现私钥的分布式生成,并且利用盲短签名机制有效地实现了私钥的安全分发.该新方案可满足无线Ad hoc网络中密钥的安全需求,同时能节省网络资源、提高网络性能.     

基于簇的无线传感器网络密钥管理方案

为提高无线传感器网络安全强度,通过分析已有的典型密钥管理方案,结合具体的应用领域,提出一种基于簇的无线传感器网络密钥管理方案（CKMS：Cluster-based Key Management Scheme）。该方案包括5种类型密钥与密钥更新机制,同时支持网络扩展。相对现有的密钥管理方案,此方案具有较小的通信开销和计算开销,占用较少的存储空间并且连通性好。     

An efficient authentication scheme based on one-way key chain for sensor network

To strike a tradeoff between the security and the consumption of energy,computing and communication resources in the nodes,this paper presents an efficient authentication scheme based on one-way key chain for sensor network. The scheme can provide immediate authentication to fulfill the latency and the storage requirements and defends against various attacks such as replay,impersonation and denial of service. Meanwhile,our scheme possesses low overhead and scalability to large networks. Furthermore,the simple related protocols or algorithms in the scheme and inexpensive public-key operation required in view of resource-starved sensor nodes minimize the storage,computation and communication overhead,and improve the efficiency of our scheme. In addition,the proposed scheme also supports source authentication without precluding in-network processing and passive participation.     

无线传感器网络中的安全多部署方案

提出了无线传感器网络中安全多部署时的自适应密钥选择方案和自适应密钥选择算法,用以在不同的部署集之间提高传感器节点的连通性.实验结果表明,自适应密钥选择方案在维持较高安全性的同时能极大地提高传感器节点之间的连通概率.     

移动Ad Hoc网络分布式轻量级CA密钥管理方案

为了解决移动ad hoc网络中非对称密钥管理问题,将轻量级CA认证框架与Shamir秘密分享方案相结合,为移动ad hoc网络提出一种新的分布式非对称密钥管理方案。该方案采用分布式轻量级CA证书认证机制实现本地化认证,不需要证书管理。结合无证书密码系统的优势,避免了基于身份密钥管理方案中节点私钥托管的问题,并且具有抵抗公钥替换攻击的能力。安全分析和实验结果表明,该方案具有很好的安全性和较高的实现效率。