分簇無線傳感器網(wǎng)絡中動態(tài)密鑰管理方案的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡以其低成本、多功能及特殊的應用環(huán)境，自問世以來，受到了各領域的廣泛關注。它的出現(xiàn)和發(fā)展，不僅影響了現(xiàn)代科學技術，同時改變了人們的生活和觀念。隨著無線傳感器網(wǎng)絡各項技術和應用條件的日趨成熟，其安全問題也越來越受到人們的重視，而密鑰管理方案的研究便是其中一個重要的方面。由于傳感器節(jié)點自身低功耗、低存儲、低計算能力等的限制和網(wǎng)絡應用的特殊環(huán)境，傳統(tǒng)的密鑰管理方案無法直接運用到無線傳感器網(wǎng)絡中。因此，設計出能夠滿足無線傳感器網(wǎng)絡各

2、種需求的密鑰管理方案，對其進一步的發(fā)展有著極為重要而深遠的意義。
　　 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡目前所面臨的安全問題及需求，總結了現(xiàn)有的典型無線傳感器網(wǎng)絡的密鑰管理方案，并將這些方案的優(yōu)缺點及性能進行了討論分析。然后，根據(jù)這些方案的不足，針對無線傳感器網(wǎng)絡的特性和安全需求，本文提出了一種新的基于分簇的動態(tài)密鑰管理方案——KMSS方案。該方案結合了分簇網(wǎng)絡結構和動態(tài)密鑰管理的特點，將網(wǎng)絡分成若干簇并提供密鑰定期更新機制，減小節(jié)

3、點各部分的能量消耗，延長網(wǎng)絡壽命，同時滿足了無線傳感器網(wǎng)絡的可擴展性。另一方面，本文將網(wǎng)絡中的通信密鑰分成簇內會話密鑰和主密鑰兩種。普通節(jié)點之間的會話密鑰通過預置的單向函數(shù)來生成，加強了節(jié)點的抗俘獲性，而簇頭節(jié)點與基站之間的主密鑰則利用門限秘密共享機制，將主密鑰分成n個子密鑰分發(fā)給各個簇頭，單個簇頭節(jié)點的失效只能泄露其子密鑰，提高了網(wǎng)絡的安全性。最后，經(jīng)過分析與比較，該方案能夠有效地降低節(jié)點的計算、存儲開銷和網(wǎng)絡的通信開銷，增強抗俘獲性