基于分簇的無線傳感網(wǎng)絡(luò)密鑰管理的研究.pdf

1、隨著計算機、通信和傳感器技術(shù)的發(fā)展，無線傳感網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensor network，WSN)應(yīng)用越來越廣泛，可用在軍事領(lǐng)域、智能家居、環(huán)境科學(xué)、工業(yè)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。由于傳感器節(jié)點大多被部署在敵方或者野外等地方，很容易就被捕獲，尤其在軍事應(yīng)用中，其安全問題尤為突出。而節(jié)點自身能量、數(shù)據(jù)處理和存儲能力等限制，傳統(tǒng)的密鑰管理技術(shù)不再適合于WSN中，因此設(shè)計一個有效的密鑰管理技術(shù)對無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有重大意義。
　　本文簡述了WSN的

2、結(jié)構(gòu)，特點及其應(yīng)用，并分析了WSN的關(guān)鍵技術(shù)和安全問題。另外，本文還對WSN中典型的密鑰管理方案進行原理說明和優(yōu)缺點的分析與比較。
　　本文針對對稱密鑰管理方案安全性和連通性的不足，提出一種新的基于分簇和hash密鑰鏈的WSN密鑰管理方案(CHKMS)。將網(wǎng)絡(luò)分成若干簇便于密鑰管理，并且可降低對節(jié)點存儲能力的要求和能量的消耗以延長網(wǎng)絡(luò)壽命。此方案采用哈希函數(shù)生成hash密鑰鏈對簇頭層認證密鑰進行更新，同時方案在普通節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)時使

3、用注冊模型以及密鑰建立后普通節(jié)點周期性認證和更新機制來加強網(wǎng)絡(luò)的安全性。經(jīng)過分析表明，CHKMS方案在存儲開銷、計算復(fù)雜度和安全性方面有一定優(yōu)勢，且擴展性好。
　　最后，在CHKMS方案的模型上，提出基于橢圓曲線的密鑰管理方案(ECC-C)，此方案在基站與簇頭、簇頭之間采用基于ECDLP問題困難性的簽密算法來加強網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時簇頭節(jié)點負責(zé)對簇內(nèi)節(jié)點密鑰的建立和更新。對ECC-C方案性能進行分析表明，相對于現(xiàn)有的密鑰管理方案，E