异构传感器网络中对密钥建立方案

针对现有异构传感器网络(HSN)密钥预分配方案的安全问题,提出一种基于部署知识和密钥链技术的对密钥建立方案.将部署区域划分成多个单元,整个HSN网络划分成簇.在部署区域中,相邻节点使用预分配密钥信息建立共享密钥.在节点部署完成后,当两相邻节点不能建立共享密钥时,通过其他高能节点为其分配共享密钥.理论分析和模拟结果表明,...     

一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案

现有的基于矩阵LU分解的传感网密钥预分配方案容易遭受LU攻击.针对该问题,采用扰动技术干扰LU分解的结果矩阵,并结合随机共享比特串截取方法,使得共享密钥难以计算,进而提出了一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案.通过有效调节噪声因子大小、密钥组件长度、密钥组件计算轮数等参数,节点仅需预分配一定数量的密钥材料,就能以较高的安全概率建立配对密钥.经过与典型方案的对比分析与讨论,结合可行性分析,证明了所提方案不仅适用于传感器网络,更能够有效抵抗窃听攻击、LU攻击和节点捕获攻击.     

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.     

基于对称平衡不完全区组设计的持续安全管理密钥预分配方案

针对持续安全管理密钥预分配方案中网络连通度较低的问题,设计实现了一种新的基于对称平衡不完全区组设计（SBIBD）的持续安全管理密钥预分配方案。该方案每一个网络节点的密钥环对应于SBIBD中的一个区组,保证了在同一个部署阶段任意两个节点存在共享密钥,不同部署阶段的节点通过桥节点进行连接。仿真结果表明,该方案能提高网络的全局连通率和局部连通率,节省了节点之间建立安全通信的开销。     

一种基于蜂窝模型的无线传感器网络密钥分配方案

为了提高网络的安全连通性、可扩展性和降低存储开销,本文基于蜂窝模型,采用秘密绑定的思想,提出了一种有效的分组密钥分配方案。在该方案中,同一组的节点利用基于多项式的密钥预分配方法建立共享密钥,组间相邻节点借助HMAC函数绑定的秘密建立共享密钥。并将共享密钥的建立限制在网络部署之初,网络更新中共享密钥的建立则需要经过基站的确认。此外,通过分析子区域半径与各个参数的关系,找出了其最佳取值,实现了对蜂窝模型密钥管理方案的优化。     

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种子管理和分配模型及应用

随机密钥种子预分配方案是实现安全的无线传感器网络应用的首选方案,该方案在无线传感器网络节点布置之前建立和分配某种密钥种子信息,在网络节点布置之后利用密钥种子信息建立或发现节点之间安全的通信链路.根据传感器网络的通信保密和节点认证需求,提出了通用密钥种子管理和分配模型(KSMA).该模型可用于预分配方案的安全分析,描述了预分配方案的5个安全属性.在KSMA模型中,基于单向累加器,定义了一类新的密钥种子结构,提出了新的密钥种子预分配方案和节点秘密共享发现协议,并在UC(universally composable)安全框架中对新的秘密共享发现协议进行了可证明安全分析.在新方案中说明了如何设定密钥池参数和节点密钥链参数的方法,该方法不仅保证了高概率的安全链路建立,而且可以通过节点身份证人确认机制实现节点之间身份认证,有效地防御传感器网络Sybil攻击.通过与其他方案的分析对比,新方案改善了网络安全弹性、综合性能良好.     

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。     

基于时间部署的无线传感器网络密钥管理方案

提出一种基于时间部署的随机密钥管理方案.该方案采用了特殊的两级随机密钥预分配和清除机制以及按时间顺序的成组部署方法:每个传感器节点从多个密钥池中随机选择密钥并在一定条件下删除相关的密钥;所有传感器节点被组织成部署组并按时间顺序被部署到网络中.与经典的随机密钥管理方案相比,该方案在为成对密钥的生成提供了较高的节点连通度的同时,提高了节点资源利用率并且增强了网络抵抗节点受损攻击的能力.     

基于网格部署模型的WSN密钥分配方案

针对现有密钥预分配方案中网络连通性差、存储开销大、节点抗攻击能力不强等问题,提出一种基于网格部署模型的无线传感器网络密钥分配方案。该方案将部署区域划分为相互不重叠的六边形网格,为每个网格分配多个不同的密钥空间,且使任意相邻的网格之间仅共享一个密钥空间。根据节点的部署信息和已知的区域信息为其分配密钥信息,从存储开销、网络连通性和安全性方面对方案进行性能分析。实验结果表明,与已有密钥分配方案相比,该方案的网络连通率为1,不仅能降低节点内存需求,而且增强了无线传感器网络中节点抗随机攻击和区域攻击的能力。     

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.     

一种无线传感器网络预分配密钥管理方案的改进

无线传感器网络在应用二元多项式密钥预分配协议时,通常容易遭受到敌方的合谋攻击。为了更好地解决这一问题,通过减少普通节点共享的密钥个数,改变簇首间建立共享密钥的方式,改进了一种无线传感器网络的密钥预分配管理方案。分析表明,改进后的方案保留了原方案的网络高安全性等优点,而且进一步节省了普通节点的内存空间,减少了节点间的通信量,延长了网络的生存周期,能够有效地抵御敌方的合谋攻击。     

基于双混沌映射的密钥预分配方案

现有无线传感器网络中密钥管理方案无法同时获取理想的网络安全连通性和网络抗毁性.针对该问题,提出一种基于双混沌映射的密钥预分配方案,利用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,仅需向节点预分发数量较少的密钥标识,就能够以较高的概率建立密钥连接.改进节点会话密钥的生成方式,降低密钥被破译的可能性.理论分...     

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.     

一种新的基于部署知识的WSN密钥分配方案

在正六边形模型的基础上,利用素域中Blom矩阵和对称多项式的阈值及哈希密钥链的不可逆特性提出了一种新的密钥分配方案.该方案在网络部署之初建立对密钥时,同一区域中节点利用分配的哈希链中的值构造一系列Blom矩阵来建立对密钥并保证相同矩阵的个数不超过各自的阈值,不同区域中相邻节点利用随机分配的密钥构造出的多项式建立对密钥,...     

基于Hash函数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通信安全的基础。在Echenauer和Gligor的随机密钥预分配方案的基础上，提出了一个基于Hash函数的密钥预分配方案。该方案利用Hash函数来计算出节点中部分的预置密钥，用Hash函数的单向运算特性来增强网络抵抗攻击的能力。分析表明，与现有的密钥预分配方案相比，该方案的计算负载小，安全性能高，更适合于无线传感器网络。