无线传感器网络密钥预分配算法研究

研究优化无线传感器性能提高抗攻击能力,密钥预分配是无线传感器网络最重要的安全问题.无线传感器网络通信中必须对传感器结点间传递的信息进行加密.无线传感器节点自身资源的限制,使传统网络中使用的密钥分配算法不适用于无线传感器网络.为了提高网络通信的安全性,在对已有无线传感器网络密钥预测分配算法的基础上,提出了一种改进的随机密钥预分配算法.利用节点的部署和位置信息来提高网络的连通性和减小传感器节点所需存储空间.仿真结果表明,改进方法提高了网络抗攻击能力,为无线传感器网络的安全及能耗设计提供了有效的方法.     

无线传感器网络轻量级数据加密机制设计

针对无线传感器网络处理能力、存储空间、能量等有限的特点,设计了轻量级数据加密机制。该机制对RC6算法进行了改进,添加了"对称层"运算,使改进后的RC6算法在运算工作量变化不大的情况下,硬件实现更加容易,硬件资源消耗更小。为进一步提高密文的安全性与数据加密强度,使用双密钥对明文进行两级加密,并引入了随机密钥管理机制,使网络节点每次加密时都能使用不同的密钥,提高了密钥的安全性。数据加密机制还使用了节点ID认证、带有身份标识的密钥池认证等多种安全认证机制来阻止非法节点的接入。实验基于低功耗Cortex-M3内核的控制芯片搭建无线传感器网络节点硬件平台,设计了通信协议,并在硬件平台上移植与实现了该机制。实验结果表明,该加密机制能够很好地在低功耗平台上运行。     

一种改进的无线传感器网络动态密钥管理方案

无线传感器网络是由大量资源有限的传感器节点组成。为了保证传感器节点间的安全通信,找到一种有效的密钥管理方式是十分重要的。针对无线传感器节点能量低,存储空间有限的特点,提出了一种改进的密钥管理方案。该方案采用或运算及异或运算生成共享密钥对,计算量小、耗能低,并且密钥可更新。最后通过对比分析,该方案比其他方案具有更强的安全性和更低的能量消耗。     

基于圆锥曲线密码的WSNs密钥管理方案

为有效解决资源有限的无线传感器网络密钥管理问题,给出了一种基于圆锥曲线无线传感器网络密钥管理方案。通过引入证书服务,实现了密钥的分配和新加入节点密钥的生成、更新、撤销等过程,并从方案的安全性、可扩展性和效能方面进行性能分析。实验分析结果表明:与经典密钥管理方案相比,所给方案能够有效减少密钥存储空间,并且具有较强可扩展性和抵抗网络攻击的能力。     

无线传感器网络中一种改进的密钥管理方案

提出了一种用于无线传感器网络中的改进的矩阵密钥预分配的方法。该方案能够支持网络拓扑结构的变化,并且能动态管理密钥信息,从而解决了密钥泄漏等问题。同时基于分簇结构,该方案能减少普通传感器节点的通信和计算开销,节约存储空间,从而解决普通节点资源受限的问题。仿真结果显示,与已有的一些密钥方案相比,该方案提高了网络的安全性,减小了存储空间。     

一种基于椭圆曲线的WSN密钥管理方案

为在有限资源的无线传感器网络上进行安全的通信,根据路由算法思想和网络部署环境的特点,提出了一种基于椭圆曲线的节点存储邻居节点公钥动态变化的密钥管理方案。在方案中,每个节点使用公钥列表保存邻居节点的公钥,通过对公钥列表的查找决定通信密钥的协商过程,通过对公钥列表的大小进行分析,确定最佳列表长度。该方案基于椭圆曲线密钥体制,安全性得到了足够的保证,并且具有节点认证的功能,更符合无线传感器网络的要求。     

基于正六边形部署的WSN密钥预分配方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥管理方案。该方案采用正六边形对网络进行分区,在覆盖全网的同时有效的减少了重叠区域。节点仅需预分配数量较少的密钥,就能够以很高的概率建立共享密钥,即使存在大量的移动节点仍能保持较高的连通概率。理论与仿真数据表明方案在连通性和安全性方面具有较好的性能。     

分簇无线传感器网络的动态混合密钥管理策略

针对现有无线传感器网络密钥管理中计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在分簇结构无线传感器网络基础上,定义了数据在无线传感器网络中的通信格式以及在网络动态管理中所需的管理矩阵,混合了对称密钥管理策略中密钥产生的快捷性和公钥管理策略的安全性,实现了密钥的动态更新和网络的动态密钥管理。最后分析所提出的策略,对比现有成熟的密钥管理策略,证明了所提策略具有更好的特性。     

无线传感器网络混沌分组密码研究

实现了一种具有多种加密算法优点的无线传感器网络单字节分组加密算法.采用改进的离散Logistic映射产生子密钥,构造了具有离散混沌运算的Feistel加密函数.算法加解密数据包是将单字节分组包经过一轮置换后,分成2个半字节,再进行4轮Feistel结构运算,最后再进行一次置换.通过增加调用Feistel结构的轮次,可以改变密钥数量.分析了子密钥的随机性和算法的安全性,在无线传感器网络节点上进行了该分组算法的数据加/解密通信实验.结果表明算法安全性高,单字节离散混沌分组密码系统在无线传感器网络节点上切实可行.     

无线传感器节点针对捕获节点攻击可靠性研究

无线传感器网络中的节点通常运算和存储能力有限,由于网络本身的特点,数据容易遭到攻击,因此,保密成为一个重要的因素;为解决这一问题,许多文献提出公钥密码系统,但这种方法存在的一个普遍问题是源节点到目的节点密钥的建立;当源节点到目的节点建立新密钥时,它们必须频繁的交换信息实现可靠链接;由于无线连接的不可靠性和电池耗尽等因素无线传感器网络路由机制也要不断改变;传感器节点增加时安全问题尤为严重;提出了一种新的基于机密共享方案数据分配方法应对网络攻击,并通过实验证明这种方法的有效;最后,考虑到安全性,和已有的无线传感器网络安全体系结构TinySec方法进行对比。     

一种非对等的移动Ad hoc网络密钥管理方案

针对实际应用中移动Ad hoc网络节点可能存在身份差异的情况,提出一种非对等的移动Ad hoc网络密钥管理框架及一个密钥共享方案,该方案可以生成2类不同的主私钥共享份额,结合2类共享份额才能恢复主私钥。基于上述方案中的密钥配置结构,给出一个移动Ad hoc网络限制验证者的数字签名方案。分析结果表明,该方案在签名阶段需执行1次模幂运算和1次欧几里得算法,在验证阶段需执行O(t)次模幂运算,并且方案具有较好的实用性,安全性与部分分布式密钥管理签名方案相同。     

优化分簇的无线传感器网络路由算法

延长传感器网络的生存周期,降低网络节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的关键.由于无线传感器网络能量有限,针对LEACH算法中簇首分布不均、簇首数目偏离最优值等对网络能耗的影响,提出了一种同时考虑节点剩余能量、最优簇数和簇首分布状况来选择簇首的算法EBCS-LEACH.新算法使簇首数目为最佳,以满足能量阈值的节点才能当选为簇首和对簇首的分布进行了相应调整.仿真结果表明,EBCS-LEACH算法延长了网络的生存周期,相比LEACH算法生命周期延长19.5％,同时能耗也更加均衡.     

基于身份的无线传感器网络密钥系统

无线传感器络（WSN）是一类由众多微型传感器节点通过自组织的方式构成的网络。随着在军事、环境监测等方面的应用逐渐成为现实,其有效和安全通信问题由于自身的特性（如能量、计算能力和节点存储资源等的局限性）而显得更加突出。本文首先比较详细地介绍了无线传感器网络安全结构及其面临的问题;其次重点讨论了无线传感器网络密钥系统相关的研究现状;然后给出了一种有效的基于身份的无线传感器网络密钥系统方案及与其它方案的仿真比较实验。仿真实验结果表明,我们方案较其它密钥系统方案在处理时间和节点存储需求方面具有优势。     

基于簇的无线传感器网络密钥管理协议

无线传感器网络密钥管理协议的研究是一个热点问题.针对无线传感器网络体系结构的特征,提出一种基于无线传感器网络簇路由选择协议的集中控制密钥管理协议.将逻辑密钥树协议应用于无线传感器网络中,降低基站节点和普通传感器节点的存储开销和降低普通传感器节点的密钥计算开销,各个簇内采用逻辑密钥树协议作为密钥管理协议,命令控制节点采用Kerberos方法对基站节点实行安全管理.最后对提出的密钥管理协议进行了性能分析.     

云粒子群优化算法在无线传感器网络中的应用

无线传感器网络中节点计算能力和存储存能量有限的问题一直制约着无线传感器网络的发展.为此,本文提出了一种基于云PSO（particle swarm optimization）算法的无线传感器网络能量优化方法,主要包括网络分簇、网络能量模型建立、云PSO算法迭代优化等步骤.其中云PSO算法采用云理论模型优选惯性权重可以提高PSO算法的收敛速度,典型函数测试结果表明其效果优于常规PSO算法和遗传算法;在网络建模中采用二分功率控制算法可以降低网络能耗、延长节点寿命.最后经仿真试验和对比分析表明本文提出的方法在优化无线传感器网络中具有速度快、节点生存能力强的优点,并能有效地控制网络能耗.     

无线传感器网络三密钥管理机制的研究

安全问题是无线传感器网络应用的关键性问题,而密钥管理是安全问题的核心。由于传感器网络的Ad-hoc属性以及资源限制,提供一种正确的密钥管理方案成为一项具有挑战性的工作。对原三密钥管理机制在层次结构上进行了一些简化,而在路由方面提出了进一步的算法,提高了无线传感器网络对外部攻击的抵抗性,并可支持更大规模的网络,同时节点内存负载变化不大,适用于对安全性要求较高的无线传感器网络应用。     

无线传感器网络中一种能量有效的数据存储方法

如何有效地对传感器在过去历史时间段内采集的大量感知数据进行存储,以备将来的信息查询和数据分析已经成为无线传感器网络应用面临的一个难题.介绍了一种基于树型路由的分布式数据存储方法,通过采用动态规划方法选择存储节点,使存储节点能量均衡和所有节点能耗之和最小,从而达到整个无线传感器网络能量有效.仿真实验结果表明,这种数据存储方法能够获得较好的能量均衡和总能耗较小,从而有效地延长整个无线传感器网络的生命周期.     

基于能耗的无线传感器网络最优簇首数研究

在无线传感器网络中,如何减少系统能耗、延长网络生存时间是最具挑战性的问题之一。LEACH路由协议通过网络分簇和簇首循环,使网络能量负载平衡,从而达到降低能耗的目的。该协议的关键是簇首数的选择,其最优值可使网络能耗降到最低。在深入研究LEACH协议及其能量模型的基础上,提出了一种最优簇首数的估算算法,并通过蒙特卡洛仿真验证了该算法的正确性。所得结论对无线传感器网络结构和路由协议的设计具有指导作用。     

基于RSA的概率公钥密码的研究

针对目前概率密码普遍存在加解密效率低、数据膨胀率高等问题,文章以两种基于RSA的概率加密算法为例,在不降低它们安全性的基础上分别对它们进行了改进。改进后的第一种算法针对一种基于RSA的随机数加密算法进行讨论,将大量的模幂运算替换为模乘运算,提高了加解密效率。改进后的第二种算法针对一种基于RSA的多密钥双模数算法进行讨论,将大量模幂运算改为异或运算,同时保留了概率加密安全性高的特点。     

改进的无线传感器网络LAC分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命,减少节点能耗方面有着重要的作用。提出一种基于LAC的改进分簇路由协议。该协议中,对LAC的簇头选择机制进行了改进,考虑了节点的能量和连通性。同时,对于LAC中的处于同一区域的节点,根据节点的分布形成不同大小的簇,使得簇头的负载更均匀,从而延长网络的生存时间。仿真结果显示：本协议能更好地延长网络的寿命。