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。     

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.     

传感器网络中对偶密钥路径快速收敛算法

对偶密钥机制，使得网络中任意两个节点共享预置的密钥，在传感器网络的安全中具有非常重要的意义。由于节点资源受限，如何尽可能减小建立间接对偶密钥的路径长度是该类算法的研究焦点之一。该文提出了一种基于超立方体模型的对偶密钥快速建立算法，采用对二进制串分段及逻辑运算等处理来消并一定数量的异位数目，从而在较大程度上减少生成密钥路径的中间节点。     

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.     

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。     

随机部署的传感器网络节点对偶密钥路径建立算法研究

基于规则网络（例如超立方体模型）的预置方案具有预置开销小、寻径快等特点．然而,这类方案的直接对偶密钥建立概率较低．提出了基于超立方体模型弱连通性质的层次密钥连通框架,并给出了节点的本地搜索算法．仿真结果表明,所提算法能显著提高节点的本地连通度．     

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.     

基于扩展DNA模型的对密钥预分发方案

对一种基于DNA模型的传感器网络对密钥预分发方案进行分析,指出该方案具有较差的抗沦陷攻击能力。结合DNA模型和多密钥池的概念,提出一种扩展DNA模型对密钥预分发方案,将原DNA方案中变量的灰度由2级扩展到 级,节点选择多条DNA链作为自己的密钥环,以某条DNA链中某段寡聚核苷酸对应的编码作为实际对偶密钥。讨论该方案密钥联通性的参数选择、安全性和开销,分析结果表明,该方案开销较低,且与原方案相比,安全性更高。     

传感器网络中一种可靠的对密钥更新方案

提出了一种基于预分发和协作的可靠的对密钥更新方案RPKU(reliable pairwise key-updating).借助于一种改进的Blom密钥矩阵构造方法,该方案能够随着网络的动态变化而动态伸缩各个节点的密钥信息,从而解决了由于节点被攻击所导致的密钥泄漏和密钥连通性下降等问题.该方案还提出了一种基于分簇型传感器网络结构的密钥预分发方法,使得任意两个相邻节点间都能建立一个对密钥.仿真结果表明,与已有的密钥方案相比,该方案在安全性、密钥连通性和扩展性等方面都具有明显的优势.     

一个新的基于身份的无线传感器网络密钥协商方案

无线信道具有开放性,节点间建立配对密钥是无线传感器网络安全通信的基础。在大部分基于身份加密(Identity-Based Encryption, IBE)的传感器网络密钥协商方案中,使用双线对运算建立配对密钥,能耗高且耗时长。基于BNN-IBS身份签名提出了一个新的无线传感器网络密钥协商方案,节点通过Diffie-Hellman协议建立配对密钥,所需的密钥参数通过广播获得。与基于IBE的传感器网络密钥协商方案(IBE-based Key Agreement Scheme, IBEKAS)进行量化比较,结果表明本方案不仅提供了与IBEKAS同层次的安全性与可扩展性,且在能耗与时耗方面具有较明显的优势。     

WSN密钥预分配方案的安全弹性定量分析

介绍目前流行的同构型无线传感器网络的基本密钥预分配方案、q-composite密钥预分配方案和异构型无线传感器网络的密钥预分配方案,分析这3种密钥预分配方案的安全性。根据敌手对无线传感器网络的攻击能力,建立精确的敌手攻击模型,在该模型下提出一种安全弹性定量分析方法。概率分析和模拟实验结果表明,该方法可用于定量比较密钥预分配方案的安全性。     

基于多密钥空间的无线传感器网络密钥管理方案

提出了一种基于多密钥空间密钥对预分布模型的无线传感器网络(WSN)密钥管理方案。该方案结合q-composite随机密钥预分布模型,并且通过引入地理位置信息,有效提高了节点之间安全连通的概率。分析表明,该方案在不增加存储空间的情况下,提高了邻居节点拥有相同密钥空间的概率,并且与多密钥空间密钥对预分布方案相比,可大幅提高被俘节点的阈值,增强了网络安全性,能够较好地适应无线传感器网络的网络环境和安全要求。     

Simple,extensible and flexible random key predistribution schemes for wireless sensor networks using reusable key pools

Sensor nodes are tiny, low-power, computationally limited and battery constrained electromechanical devices. A sensor node contains a sensing unit and a wireless communication unit. Sensor nodes are deployed over a field for sensing an event data in the environment and transfer it towards a base station over its wireless channel. In a typical application, vast amount of sensor nodes are deployed over a field which constitute a sensor network. Sensor nodes must be customized for a specific sensor network application before the deployment. This customization is needed not only for underlying networking application, but also for security related configurations. Random key predistribution mechanisms have been proposed to provide security for wireless sensor networks. In the literature, there are well known random key predistribution schemes. Some of these schemes are secure, but quite complex to apply in real-world applications due to their node-based customization requirements, while some other are easily applicable but they do not offer reasonable security. In this paper, we propose random key predistribution schemes for wireless sensor networks that provide varying ranges of security. The proposed schemes are easily applicable in real world scenarios due to their simplicity and relaxed node customization requirements. In this respect, our schemes provide a tradeoff. Moreover, our proposed schemes show a good extensibility property. We assume prior deployment knowledge. We examine performance of our schemes and compare them with well known random key predistribution schemes.     

A Class of Key Predistribution Schemes Based on Orthogonal Arrays

Pairwise key establishment is a fundamental security service in sensor networks; it enables sensor nodes to communicate securely with each other using cryptographic techniques. In order to ensure this security, many approaches have been proposed recently. One of them is to use key predistribution schemes (KPSs) by means of combinatorial designs. In this paper, we use the Bush’s construction of orthogonal arrays to present a class of key predistribution schemes for distributed sensor networks. The secure connectivity and resilience of the resulting sensor network are analyzed. This KPS constructed in our paper has some better properties than those of the existing schemes.     

A key predistribution scheme for sensor networks using deployment knowledge

To achieve security in wireless sensor networks, it is important to be able to encrypt messages sent among sensor nodes. Keys for encryption purposes must be agreed upon by communicating nodes. Due to resource constraints, achieving such key agreement in wireless sensor networks is nontrivial. Many key agreement schemes used in general networks, such as Diffie-Hellman and public-key-based schemes, are not suitable for wireless sensor networks. Predistribution of secret keys for all pairs of nodes is not viable due to the large amount of memory used when the network size is large. Recently, a random key predistribution scheme and its improvements have been proposed. A common assumption made by these random key predistribution schemes is that no deployment knowledge is available. Noticing that, in many practical scenarios, certain deployment knowledge may be available a priori, we propose a novel random key predistribution scheme that exploits deployment knowledge and avoids unnecessary key assignments. We show that the performance (including connectivity, memory usage, and network resilience against node capture) of sensor networks can be substantially improved with the use of our proposed scheme. The scheme and its detailed performance evaluation are presented in this paper.     

矩阵池在传感器网络密钥预配置方案中的应用

借鉴传感器网络中基于密钥矩阵密钥对预配置方案,设计出一个应用于传感器网络的高效密钥对预配置方案：应用矩阵池的密钥预配置方案。该方案提出了矩阵池的概念,将密钥的预配置建立在多个密钥矩阵之上,节省了节点的存储空间,增强了网络的可扩展性。将加密传输机制应用到密钥的传输过程中,增强了密钥传输过程中的安全性。通过本文的分析可以看出该方案有一些优良的特性,包括两节点间能以很高的概率成功建立密钥对、对入侵有较强的鲁棒性、低通讯量。     

基于网格的无线传感器网络预分配密钥机制

无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差。为此,提出一种基于网格的密钥机制。任意相邻节点可直接建立密钥对,在被攻击区域中,密钥空间的捕获不会影响其他区域节点的安全性,攻击区域捕获的节点可以方便地被集体撤销,以实现网络及时更新。实验结果表明,该机制具有良好的连通性和抗捕获性。