无线传感器网络密钥管理

无线传感器网络密钥管理极具挑战性,不仅因为传感器节点拥有的资源有限,不宜采用非对称密码技术,同时也因为传感器节点暴露在恶劣甚至敌对环境中,易于被敌手俘获。虽然目前提出许多密钥分配协议,但没有一个协议能在扩展性、共享密钥概率、存储代价和抵御节点俘获攻击等方面同时具有良好性能。密钥管理协议采用的技术必须与具体网络需求和传感器节点拥有的资源一致。分析和评估了典型的密钥管理方案和协议,并指出了该方向存在的开放问题及今后的发展趋势。     

无线传感器网络的密钥管理方案选择

随着大量的密钥管理方案的提出,设计者在设计无线传感器网络的过程中,并不清楚如何选择最合适的密钥管理方案去应用在特定的无线传感器的网路中。在此基础上,全面回顾了不同的密钥管理协议的性能和应用条件,对其优缺点进行了分析,并提出一种可以使无线传感器网络设计者选择最适合此网络的密钥管理协议的方法。     

基于密钥联系表的无线传感器网络密钥管理方案

考虑到多播密钥管理必须满足前向私密性、后向私密性、抗同谋破解、可扩展性以及健壮性等安全需求,同时针对于无线传感器网络能源受限的特点,提出了一种新的基于门限机制和密钥联系表的密钥管理方案。通过把密钥映射于空间曲线和曲面上,该方案在小幅度增加计算复杂性的同时,对通信复杂性和存储复杂性进行了较大的优化。     

无线传感器网络密钥管理方案评估研究

针对如何选取有效密钥管理方案是实现无线传感器网络安全的关键问题,提出一种密钥管理方案的综合评估方法。该方法利用总结出的密钥管理方案的评估指标,构造了评估指标层次分析结构模型。结合模糊综合评判法,把评估密钥管理方案性能的主观因素限制在很小的范围内,有效地提高评估结果的准确度和可信度,可根据需要快速选择合适的密钥管理方案。实验验证该方法是有效的。     

无线传感器网络中自治愈的群组密钥管理方案

 群组密钥管理的自治愈机制是保证无线传感器网络在不可靠信道上进行安全群组通信的重要 手段.基于采用双方向密钥链的群组密钥分发与撤销方法,提出了一个无线传感器网络中具有撤销能力的自治愈群组密钥管理方案.该方案实现了群组密钥的自治愈功能和节点撤销能力, 能够满足在较高丢包率的无线通信环境下传感器网络群组密钥管理的安全需求,确保了群组密钥保密性、前向保密性和后向保密性等安全属性.性能分析表明,该方案具有较小的计算和通信开销,能够适用于无线传感器网络.     

基于区域的异构无线传感器网络密钥管理

密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一.在随机密钥预分配方案的基础上,提出一种利用节点部署知识和已知区域信息的异构无线传感器网络密钥预分配方案,并分别从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真.结果表明,相比现有密钥管理方案,本方案能提高网络的连通性,减小节点所需存储空间,并增强网络抗攻击能力.     

基于分簇的有效无线传感器网络密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥管理中计算量过大、存储空间过多和网络安全问题,在分簇结构无线传感器网络基础上,提出一种新的密钥管理方案,它通过将已存储的密钥部分地转化为即使被攻击者截获也无影响的特殊信息,来获取更加良好的安全性,同时又不降低网络的连通性。通过仿真与其他算法进行性能对比,结果显示这种方案具有更好的性能。     

一种基于随机密钥的无线传感器网络加密方案

密钥的建立与管理是无线传感器网络安全的重要且基础的组成部分,是影响大规模应用的一个关键问题。近来,密钥建立与管理成为无线传感器网络安全领域一个活跃的研究分支。提出一种基于随机密钥预分配的无线传感器网络加密方案。该方案通过密钥互斥机制解决传统随机密钥预分配方案中点到点数据源认证问题。     

无线传感器网络密钥管理研究进展

分析了当前无线传感器网络密钥管理协议设计中所存在的主要问题,在对具有代表性 的最新研究成果进行系统论述的基础上,全面分析了其利弊以及适应性问题。考虑到传感器 网络应用背景的细化和结构、功能的多元化,提出了今后的研究方向。     

适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中经常出现节点加入或退出网络的情况,提出了一种安全有效的混合式组密钥管理方案.多播报文的加密和节点加入时的组密钥更新,采用了对称加密技术;而系统建立后,组密钥的分发和节点退出后的组密钥更新,采用了基于身份的公钥广播加密方法.方案可抗同谋、具有前向保密性、后向保密性等安全性质.与典型组密钥管理方案相比,方案在适当增加计算开销的情况下,有效降低了节点的存储开销和组密钥更新通信开销.由于节点的存储量、组密钥更新开销独立于群组大小,方案具有较好的扩展性,适合应用于无线传感器网络环境.     

无线传感器网络的多空间密钥预分配方案

针对无线传感器网络的安全性要求,分析R.Blom的密钥预分配方案,并在此基础上做出改进,提出了多空间密钥预分配方案:为无线传感器网络中的每一个传感器节点构建多个密钥空间,并通过节点间的共同密钥空间使每个节点对之间都形成一个成对密钥。通过仿真实验测试该方案的安全性,实验结果认为该方案对于该方案对节点捕获攻击具有较高的弹性。     

一种基于KeyRev的无线传感器网络密钥撤销方案

KeyRev密钥撤销方案可以在一定程度上销毁无线传感网络中的受损节点,并可以生成新一轮通信中会话密钥,已生成会话密钥的节点即可生成数据加密密钥和MAC校验密钥。但因其是采用明文广播受损节点信息。使遭受攻击的节点很容易发现自己身份暴露,从而采取欺骗、篡改等手段依然参与网络通信。对此方案予以改进优化,对广播信息隐蔽处理,更加安全有效地剔除网络中的受损节点。     

一种有效的无线传感器网络广播密钥管理方案

无线传感器网络具有自组织、自管理和能量有限等特性,使其安全性面临严峻的挑战。该文在分析现存组播密钥管理方案的基础上,提出了一种基于BIP(Broadcast Incremental Protocol)和EBS(Exclusion Basis Systems)算法的广播密钥管理方案EBKMP。该方案对生成的广播树进行分组,根据相邻组间海明距离尽量小的原则分配密钥,增强安全性同时有效降低了组成员异动引起的密钥更新消耗。通过与几种经典密钥管理方案对比,证明EBKMP在通信、存储性能和抗合谋攻击能力等方面有显著改善。     

改进的无线传感器网络密钥预分发方案

针对现有的无线传感器网络密钥预分发方案密钥易泄露,不可追溯泄密传感器节点等产生的信息泄露问题,新方案改进了已有的基于多项式密钥预分发方案,将节点位置信息和身份信息引入传输信息的路径中,并经过密钥更新及管理说明,连通性和安全性分析。证明新方案提高了已有方案的抗捕获性,易于基站即时发现捕获节点,即时进行调整和明确所接收到的信息的来源。易于用在军事领域及不安全环境中进行信息监测及传输。     

基于逻辑网格的无线传感器网络密钥分配方案

由于无线传感器网络能源受限、拓扑易变化等特性,需要解决其密钥管理机制涉及到的机密性、完整性、源端认证和无充足空间存储大量密钥信息等问题.针对当前研究工作的一些局限,提出了一种基于逻辑网格的无线传感器网络密钥分配方案,基于层簇式的网络拓扑,描述了系数矩阵求解、密钥设定和具体实现的流程.最后通过与多种现存方法(例如SPIN协议和逻辑密钥树方案)的仿真实验比较,验证了该方案在安全性、存储性和节能性方面的优势.     

无线传感器网络中基于EBS的高效安全的群组密钥管理方案

为了保证无线传感器网络(WSN)群组通信的安全性,设计了一种基于EBS的群组密钥管理方案.提出方案首先通过合并链状簇和星型簇简化无线传感器网络的拓扑结构,然后通过增加网络被捕获时所需入侵节点的数量来防止攻击者通过少量共谋节点得到所有管理密钥,之后利用图染色算法对分配密钥组合的节点进行排序,并依据海明距离和EBS方法对网络中的传感器节点进行管理密钥分配.在此基础上给出了对传感器节点的加入和离开事件进行处理的方法.在有效性和性能分析阶段,首先通过2个实验分别对提出方案中共谋攻击的可能性和入侵节点数量对网络抵抗共谋攻击能力的影响进行分析,实验结果表明提出方案增强了WSN抵抗共谋攻击的能力;然后对提出方案和SHELL在加入事件和离开事件时的系统代价进行比较,结果表明提出方案所需的密钥更新消息数量和传感器节点存储量均小于SHELL方案.     

基于完全层次树的无线传感器网络密钥共享方案研究

无线传感器网络由于其自身的特性，如计算资源、能量、存储资源以及带宽的局限性从而面临巨大的安全问题，较普通网络更易受到外界的攻击。研究了一种在无线传感器网络中使用的完全层次树的节点密钥共享方案，该方案使任意两个节点之间共享若干密钥。理论和应用分析显示所提出的方案具有有效性和安全性的特点。同时，通过相关方案比较表明该方案较其它方案更适合无线传感器网络，可以有效的抵御一类Rushing引起的网络DoS攻击。     

无线传感器网络层簇式密钥管理方案的研究

密钥管理是无线传感器网络安全机制最关键的技术之一。该文分析比较了各种密钥管理方案,认为组密钥管理更适合于无线传感器网络。并在集中式和分布式两种组密钥管理方案的基础上,提出了新的层簇式密钥管理架构,并解决了这两种方案存在的安全缺陷。而组间通信则采用基于(t, n)门限方案的密钥分割机制来实现。该新方案能保证无线传感器网络安全需求的同时改善执行效能。     

一种有效的无线传感器网络密钥协商方案

 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,提出了一种适合无线传感器网络的密钥协商方案EKASFWSN(Efficient Key Agreement Scheme for Wireless Sensor Networks).该方案首先运用身份加密(IBE)算法预置网络系统参数并通过计算获得节点的相关参数;然后节点使用组播技术向邻居节点广播其ID号并利用Diffie-Hellman密钥交换技术和IBE算法安全地交换节点间的相关参数、计算节点的密钥;最后利用计算获得的节点间共享密钥使用对称密码方法对网络消息进行加、解密.与目前在WSNS研究中比较流行的传统网络密钥协商方案进行的理论分析和仿真实验,结果表明:EKASFWSN方案较好的解决了无线传感器网络在计算能力、能量、存储空间和带宽等方面的局限性问题;并通过密钥交换和身份加密等技术提高了节点通信的安全.     

一种基于二次型的无线传感器网络密钥管理方案

针对现有的基于多项式的密钥预分配管理方案受限于节点间密钥共享率和网络连通率等问题,文中提出了一种基于二次型的无线传感器密钥管理方案.该方案突破现有二元t次对称多项式建立共享密钥的思路,引入多元非对称二次型多项式,利用二次型特征值与特征向量之间的关系,分析证明二次型正交对角化的特性,生成密钥信息,节点则通过交换密钥信息实现身份认证,生成与邻居节点之间独立唯一的会话密钥.性能分析表明,与现有的密钥管理方案相比,方案在抗俘获性、连通性、可扩展性、通信开销和存储开销上有较大的改进.