一种无线传感器网络用户认证与密钥协商协议

随着无线传感器网络的发展,外部用户可以直接访问传感器内部节点获取信息,因此如何认证外部用户的身份,只允许授权用户获取节点数据,保证传输数据的保密性和完整性,已成为当前无线传感器网络研究的热点问题.本文基于用户口令和智能卡提出一个无线传感器网络用户认证与密钥协商协议,协议中采用哈希和异或运算实现主体的身份认证和密钥协商功能.为了分析协议的安全性,本文扩展了串空间理论,构造了分析无线传感器网络认证与密钥协商协议的形式化方法,证明了协议的安全性.最后,文中分析了协议的执行效率,并与同类协议进行了比较.     

无线传感器网络节点间认证及密钥协商协议

无线传感器网络的特性使它面临着比传统无线网络更大的安全挑战,其安全解决方案必须兼顾安全性和系统性能等因素。节点间认证及密钥协商是构建安全网络最基本的协议,是密钥管理协议和安全路由协议等的实现基础。很明显,包括传统Adhoc在内的各种无线网络领域中的安全认证及密钥协商机制都无法适用于无线传感器网络。为此,在充分考虑无线网络攻击方法和无线传感器网络自身特点的基础上,结合基于ID的公钥密码技术,提出了椭圆曲线双线性对上的无线传感器网络节点安全认证及密钥协商协议。分析发现,该协议不仅满足安全性要求,同时,能够适合无线传感器网络的特殊应用要求。     

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。     

基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案

针对无线传感器网络中节点易受攻击从而导致密钥泄露的问题,本文提出了一种基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案。该方案以LEACH协议为基础,引入管理节点来负责密钥的预分发、成对密钥的建立和密钥的更新,同时结合密钥池的生成,利用哈希函数和三元多项式函数来完成密钥的加密和成对密钥的建立,保证了无线传感器网络的畅通性和安全性。仿真结果表明,该方案有效地提高了无线传感器网络的抗毁性,延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络中一种新的无条件安全密钥协商模型

针对现有无条件安全密钥协商模型中存在的问题,提出了一种获取初始随机相关信息的新模型。实验结果表明,与现有模型相比,新模型和原信源模型和原信道模型在功能上等价,但新模型在保证合法通信双方之间的误比特率不变的情况下,增加了窃听方的误比特率,弱化了窃听方的优势,提高了密钥协商的总信息率。     

一种无线认证密钥协商协议

提出一种新的无线局域网认证密钥协商协议,可以提供双方相互认证及密钥确认。该协议在密钥设置上基于挑战响应协议和KAS方案,在密钥预分配上基于Diffie—Hellman协议,可以提供完美前向安全性,抵抗被动攻击、字典攻击、中间人攻击、假冒攻击等。并对协议的计算代价和通信代价进行分析。     

NTRUSign无线认证和密钥协商协议

NTRU是一个快速、低开销的公钥体制,适合在资源受限的应用中使用。NTRUSign是基于NTRU的数字签名算法。基于NTRUSign算法,给出了一个无线认证和密钥协商协议。该协议的安全性基于有限时间内在大维数格计算最短向量的困难性。协议包括三个阶段:用户注册阶段、服务器注册阶段、认证阶段和密钥协商阶段。通过安全性分析和协议性能分析对比,表明该协议是一个安全性和效率比占优的协议。     

一种高效无线传感器网络认证及密钥协商方案

随着无线传感器网络在社会各个领域的渗透,其安全机制的研究一直是无线传感器网络的研究热点。在分析了无线传感器网络中认证及密钥协商方案设计时应满足条件的基础上,基于单向HASH函数和对称密码算法,设计了无线传感器网络中传感器节点间一种高效的认证及密钥协商方案。并从互认证、会话密钥、可抵御攻击等方面对该方案的安全性进行了分析,说明了该方案的安全性能较好,可有效抵御典型攻击行为;详细比较该方案和现有类似方案的运行性能,结果表明,该方案在存储容量需求、计算复杂性和通信带宽需求方面均优于现有方案。     

WSN中基于ECC的轻量级认证密钥协商协议

为解决无线传感器网络密钥管理与认证协议设计中由于节点频繁移动所带来的计算量、存储量等资源消耗过大问题,提出了一种基于ECC的轻量级认证密钥协商协议。该协议主要用于网络中任意用户节点之间,以及用户节点与网络之间的双向认证和会话密钥的协商。方案采用ECC进行会话密钥协商,结合AES对称密钥加密技术保证信息传输过程的保密性。与传统的密钥协商协议相比,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,并减少了对节点计算量和存储量的需求。该协议在ID-BJM安全模型下证明了其安全性。分析结果表明,该协议满足前后向安全性和PKG前向安全性。     

无线传感器网络密钥分配协议研究

密钥分配协议对于无线传感器网络的安全起着基础性作用。由于传感器网络大规模、节点资源非常受限、分布式等特点，传统的基于公钥和可信任的密钥分配中心等方式不能实用。本文系统针对传感器网络特点，提出密钥管理协议的需求与性能指标，系统阐述了几种当前比较典型的密钥预分配协议：基于初始信任、随机密钥预分配以及各种改进方案等，分析比较其优缺点，并提出了进一步研究的方向。     

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.     

无线传感器网络密钥管理问题综述

分析了无线传感器网络中严格的资源限制和自组织特点并据此提出密钥管理协议所需满足的要求。在结合当前最新成果并对典型的密钥管理方案进行系统论述的基础上,对其利弊以及适应性问题进行了较为全面的分析,且于最后提出一些颇具价值的研究方向。     

基于ECC的无线传感器网络密钥管理协议

针对无线传感器网络在电量、计算能力和内存容量等方面的局限性,基于椭圆曲线密码体制,提出一种适用于无线传感器网络的密钥管理协议,给出通信密钥建立、新节点加入以及节点密钥更新与回收的实现过程。从协议的安全性、抗毁性和效能方面进行性能分析,实验结果表明该协议具有较强的可扩展性与抵抗攻击能力。     

自认证公钥的无线传感器网络密钥协商协议

自认证公钥密码不需要证书管理,不存在密钥托管问题,非常适用于资源受限的无线传感器网络.但现有的自认证公钥传感网密钥协商协议存在安全性低和能量消耗大的缺点.首先分析并指出Yoon等人提出的协议不能抵抗密钥泄漏伪装攻击;然后采用MTI协议族的“隐式认证”的思想,基于椭圆曲线Diffie-Hellman假设,设计了一个新的基于自认证公钥体制的认证密钥协商协议WSN-AKA.该协议是第1个可证明安全的传感器网络自认证公钥体制密钥协商协议.与现有协议相比,该协议不仅安全性更高,而且因其密钥协商只需两次消息传递,其通信效率也最高而能耗最少.     

增强的无线传感器网络密钥管理协议

针对基于临时初始密钥的密钥管理协议中初始密钥泄露和删除密钥部分素材后老节点之间不能有效认证并建立点对密钥的问题,提出一种适用无线传感器网络安全性增强的密钥管理协议。协议采用分阶段部署传感器节点,并结合双向密钥链、组密钥更新机制和Shamir多项式门限方案。协议中每个节点携带若干部署阶段的主密钥而非初始密钥,即使节点被捕获,也难以通过其他节点认证进入网络;组密钥更新方案中的广播多项式隐藏了被撤销的节点集合和后向密钥,合法节点通过多项式计算恢复出后向密钥并计算组密钥,使得老节点之间能通过组密钥机制实现认证并再次融入网络,提高了网络连通性。安全性和性能分析表明,协议在保证更好安全性的同时,降低了系统开销,也提高了不可靠信道环境下的自愈合性。     

基于协商机制的无线传感器网络路由协议

针对事件驱动型无线传感器网络（WSNs）中存在的次生驱动等问题,提出了一种基于分布式协商机制的WSNs路由协议。该协议通过抑制冗余节点发送数据来减少网内流量。仿真结果表明：该协议能够有效减少事件汇报的时间,减少系统能量消耗。     

无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议

针对网络中相邻节点对通信、局部广播通信及新节点认证中的安全问题,提出无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议-PLA协议.该协议要求在网络部署的时候为每个节点分配唯一的标识符和一个临时初始密钥.节点基于临时初始密钥和相关信息建立用于节点对之间通信的密钥(Pairwise Key,简称点对密钥)、用于与其所有邻居节点同时通信的局部广播密钥(Local Broadcast Key,简称局部广播密钥)以及用于认证新加入节点的认证密钥(Authentication Key,简称认证密钥).与现有协议如LEAP协议和OTMK协议相比较,该协议降低了能耗,提高了安全性.     

无线传感器网络中的多次密钥协商

无线传感器网络链路损耗大,需要进行多次密钥协商。为研究增加密钥协商次数对提高网络安全连通率的效力,引入加权安全连通率和性价比(CPR)2个指标,并在TOSSIM平台上进行仿真验证。CPR随协商次数的增加而降低,仿真结果及理论分析表明,为获得较高安全连通率,重复协商次数取3~4较合适。     

无线传感器网络密钥管理的方案和协议

以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理方案和协议的设计是无线传感器网络安全最为重要、最为基本的研究领域.无线传感器网络固有的特性使得密钥管理研究面临许多新挑战.介绍了密钥管理的安全评价和性能评价指标体系;还介绍了密钥管理的方案和协议的分类方法;着重综述和比较了典型的密钥管理方案和协议;最后指出了存在的开放问题及解决思路.目前的研究进展表明,全分布式、自组织性、容错容侵性、与地理信息相结合等研究问题将是下一步的重点研究方向.     

无线传感器网络密钥分布方案研究

无线传感器网络广泛应用于目标跟踪、环境监测、军事感应和地震活动测试等方面。网络安全是无线传感器网络应用的关键因素。在无线传感器网络安全结构中,节点的密钥分布是其中的重要一环。资源有限的大规模无线传感器网络的部署需要高效的节点密钥分布机制。高效的节点密钥分布方案能加强网络连通性、提高抵抗节点捕获攻击的能力、减小节点能量的消耗以及扩展节点通信范围。本文分析了密钥分布的安全要求,着重从密钥的产生、密钥连接的建立和性能方面描述了当前典型的密钥分布方案,并比较和分析了这些算法的特点和安全性能。最后结合该领域当前研究现状,指出无线传感器网络密钥分布未来可能的研究方向。