基于区域的无线传感器网络混合密钥管理方案

针对现有密钥管理方案连通性不高、计算开销和通信消耗较大等问题,提出一种基于区域的无线传感器网络(WSN)混合密钥管理方案。该方案将部署区域划分为多个正方形区域,区域由成员节点和头节点组成。同一区域中任意两个节点都能够根据预分配的密钥空间信息建立起会话密钥,而不同区域间只能通过头节点进行通信。计算多元非对称二次型多项式的特征值和特征向量,然后得到正交化信息,头节点通过交换该信息实现身份认证并生成与邻居节点之间的会话密钥。性能分析表明,与现有的密钥管理方案相比,该方案具有完全连通性,在通信开销、存储消耗、安全性等方面均有较大改进。     

一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案*

提出一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案。基站通过计算节点秘密信息构成的多项式来生成网络的全局密钥,节点通过全局密钥可以认证网络中的合法节点。节点用全局密钥经过Diffie-Hellman密钥交换来生成与邻居节点之间唯一的会话密钥。该方案能够动态更新密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的信息泄露、密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题。性能分析表明,该方案与现有的密钥预分配方案相比,具有更低的存储开销、通信开销、良好的扩展性和连通性。     

WSN中一种轻量级和高安全性的密钥管理方案

提出了一种基于ECC和ElGamal的轻量级高安全性密钥管理方案。该方案采用汉密尔顿算法构造密钥池, 采用分区域管理模型, 每一区域设有一个服务器和控制中心, 协议结合ElGamal进行通信双方的会话密钥协商。性能分析和仿真结果表明, 该方案与传统的密钥管理方案相比, 方案中节点的计算开销和通信开销得到了大大的降低, 具有良好的网络连通性, 比较适合于无线传感器网络。     

一种基于HECRT的物联网密钥管理方案

针对物联网环境下的密钥管理、隐私保护等安全问题,提出一种基于同态加密与中国剩余定理(HECRT)的密钥管理方案,给出基于节点位置信息的分层网络模型,根据节点位置信息进行网络设施部署。通过构造双重密钥池实现网络密钥管理和分配,从而节省网络开销和节点资源消耗。在通信过程中采用同态加密技术处理节点隐私信息,以保障用户隐私数据的安全。仿真结果表明,该方案具有较好的网络连通性和较高的安全性。     

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。     

基于区域划分的WSN混沌密钥管理方案

针对经典随机密钥预分配方案在网络安全性、连通性和能耗方面存在的不足,提出一种基于区域划分的无线传感器网络(WSN)混沌密钥管理方案。使用划分网络区域的方法进行密钥更新,以减少节点存储开销,利用混沌的初值敏感性和遍历性增强通信的安全性。仿真结果表明,该方案可以在提高WSN连通性和安全性的同时,较大地降低节点存储和通信能耗。     

WSN中基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议

针对无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)群组密钥协商协议计算开销较大的问题,提出一种基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议。在系统初始化阶段,协议通过无证书加密体制的密钥生成中心生成节点部分私钥,各个节点依据秘密值与对应的部分密钥相乘产生私钥;在节点认证阶段,协议基于椭圆曲线上的点乘运算提出节点认证机制,利用节点的部分私钥与具有身份信息的临时公钥进行点乘运算来确定节点的身份信息;在生成会话密钥阶段,通过点乘运算生成会话密钥,以降低节点的计算开销。最后,分析了协议的计算开销和通信开销。结果表明,所提出的群组密钥协商协议能保证群组节点通信的安全性,并有效降低群组节点通信的计算开销。     

面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案

针对无人机群组在军事对抗复杂环境中,网络拓扑结构动态变化,提出了一种面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案,旨在解决无人机加入及退出、批量加入及退出、群组合并及分裂等网络拓扑动态变化导致密钥更新问题,同时在网络拓扑没有变化情况下进行本地周期性更新,提高无人机群组密钥更新效率。将参与构造的秘密信息分为用户空间、剩余空间和撤销空间,用户空间可以在接收密钥组管理器（key group manager,KGM）的广播消息后,计算恢复出会话组密钥,剩余空间和撤销空间无法计算恢复出组密钥。密钥更新过程中,KGM利用空闲时间提前在密钥池中选取密钥进行预计算处理,降低KGM因构造广播消息进行复杂计算导致的时延问题。分析和实验仿真表明,该方案具有前向和后向安全性、抗共谋攻击和节点撤销能力,与现有无人机密钥管理方案相比,该方案优化了计算和通信开销,且节点存储开销较小,适用于动态拓扑变化的无人机群组网络。     

基于单位元的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方案的网络可扩展性差、连通率低和存储开销大等问题,在分簇结构无线传感器网络基础上,根据单位设计原理,提出了一种具有较强网络可扩展性同时具有较高网络连通率的新的密钥预分配方案。方案中,簇头间采用了以基站作为第三方服务节点来完成通信,簇头与簇内节点间通信采用新方案。在相同网络规模的情况下,与现有方案相比,分析和计算结果验证了新方案具有较好的可扩展性同时有较高的连通性。     

分簇式传感器网络多项式密钥预分配改进方案

针对分簇式传感器网络,提出一种改进的多项式密钥预分配方案。利用二元四次多项式密钥预分配方案,建立簇头节点之间的通信密钥,以解决阈值安全问题,降低节点开销,采用认证机制保证密钥建立过程的安全性,并支持节点加入与撤销。分析结果证明,该方案可以保证网络的连通性和安全性,节点的存储、通信及计算开销均较小。     

分簇无线传感器网络密钥预分配管理方案

针对无线传感器网络节点计算和存储能力有限,能量受限等特点,提出了一种新的分簇传感器网络密钥预分配管理方案KDNKPD。该方案借助于Blundo二元多项式函数和密钥分发节点建立节点与簇头间的安全通信,能够适应簇首节点的按轮选举并解决了Blundo方案的安全问题。通过安全分析与性能分析比较和仿真实验表明,该方案提高了网络的安全性,减少了传感器节点的存储开销和计算开销。     

无线传感器网络动态密钥管理方案

传统的密钥管理技术不适合资源受限的无线传感器网络,因此在保证网络的安全性下如何降低网络的能量开销已成为无线传感器网络安全技术的重要部分。文中提出一种新的密钥管理方案——双层组密钥管理(Two-Tier Dynamic Key Management,TDKM)方案。该方案把网络拓扑分成上层簇节点之间密钥会话和下层节点之间通信,其中上层采用基于位置的密钥预分布方法来建立簇节点之间会话密钥,下层采用基于位置的组合的密钥分布来组织节点之间的通信。与SECK方案比较,TDKM方案降低了更新开销,并且提高了网络的安全性能。     

基于分簇无线传感器网络密钥预分配管理方案研究

针对无线传感器网络节点计算和存储能力有限,能量受限等特点,提出了一种新的分簇传感器网络密钥预分配管理方案KDNKPD。该方案借助于Blundo二元多项式函数和密钥分发节点建立节点与簇头间的安全通信,能够适应簇首节点的按轮选举并解决了Blundo方案的安全问题。通过安全分析与性能分析比较和仿真实验表明,该方案提高了网络的安全性,减少了传感器节点的存储开销和计算开销。     

基于秘密信息的WSN密钥管理方案

密钥预分配算法的目标是在保证安全性、密钥连通性、通信量、计算复杂度等性能的前提下,尽量减少预先存储的信息量。文章针对该目标提出了一个基于秘密信息的无线传感器网络密钥预分配方案。方案中节点只须和基站进行一次交互就可以和所有邻居节点形成安全的会话密钥,适合节点数量庞大的网络。通过比较分析,该方案与q-composite等其他方案相比在安全性,密钥连通性,通信量方面都有一定的优势。     

基于簇的三维水声传感器网络的密钥管理方案

在基于簇的三维水声传感器网络中,将布置区域划分为多个正方体的簇空间。在簇头节点间,提出通过相对坐标位置产生节点间的验证对称密钥;在簇内节点间,提出通过改进的对称多项式方法产生节点间的验证对称密钥。网络中的节点进行通信交流时都是采用基于对称矩阵的通信对称密钥,实现节点间的通信全连通。相比于传统的传感器网络密钥管理方案,本方案能够实现节点撤销和密钥更新,具有较高的可扩展性、可靠性和较低的开销。由于事先采用了轻量级节点认证机制,本方案能够很好地抵御节点间信息交流时的DoS攻击,特别是汇聚攻击。由于采用了三维密钥,本方案比单一的单向哈希链方法能更加有效地抵御簇头节点妥协。     

一种基于路由驱动的三元对称多项式密钥管理方案

针对现有无线传感器密钥管理方案在网络连通率、通信开销和安全性三者难以达到平衡的问题,基于树-环型拓扑模型,提出一种路由驱动的三元对称多项式密钥管理方案。在密钥协商时,加入路由信息,节点只与通信邻居建立会话密钥,有效减少密钥协商的能量耗损;利用随机数代入三元对称多项式中,从而化成一个随机二元对称多项式,能有效解决多项式安全门限问题,从而防止密钥泄露。仿真实验结果表明,该方案能有效提高网络连通率,增强节点抗捕获能力,节省存储空间,并减少密钥协商的能量消耗。     

传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案

提出一种传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案。该方案把部署区域划分为正六边形网格,将节点分成不同的簇,密钥空间划分为与簇相对应的子集;簇头节点之间采用多密钥空间随机预分配方案进行共享密钥发现,簇头节点与普通节点间则采用单项散列计算的方式计算共享密钥。性能分析和仿真结果表明,该方案在连通率及抗捕获攻击方面有较好的性能改善,通信和存储开销预算较合理。     

一种新的基于身份的Ad hoc认证和密钥协商方案

现有Ad hoc网络中基于身份的认证和密钥协商方案是基于双线性对实现的,计算开销较大,并且存在密钥托管问题。针对该问题,提出了一种新的基于身份的认证和密钥协商方案。方案中,节点之间通过无双线性对的基于身份签名算法实现身份认证,通过Diffie-Hellman密钥协商技术建立会话密钥。分析表明,该方案不存在密钥托管问题,并且具有更高的执行效率。     

有效的群组密钥自治愈管理方案

对无线传感器网络的自治愈群组密钥管理方案进行了研究.针对无线传感器网络群组通信信道不可靠、丢包率较高的无线通信环境现状,提出了一种具有撤销能力的群组密钥自治愈管理方案.该方案利用散列链的单向性和后续会话标志的不可知性实现了群组密钥的安全.通过会话密钥的历史冗余关联,使授权节点能够自动恢复丢失的群组会话密钥.安全及能量消耗分析表明,该方案不仅能保证无线传感器网络的通信安全,而且具有较低的通信开销和存储开销,适应于大规模的无线传感器网络.     

无线传感器网络里密钥分配算法分析

基于无线传感器网络现有的安全问题,给出了传感器网络里现有的一些常用密钥分配算法：随机密钥预分配方案、q-composite、对称密钥、新颖随机密钥算法。在此基础上,对这些算法的抵抗俘获、网络连通性、可扩展性和内存开销的特性进行分析,指出它们存在的问题。新颖密钥分配算法具有网络连通性好、存贮开销小和抗俘获能力强等优点,但是该算法也存在缺点：建立密钥的过程、消息是明文传送的,容易遭到偷听攻击。提出在建立密钥阶段通过共享密钥加密节点之间的通信,建立密钥后该共享密钥自动擦除。