基于节点定位的无线传感器网络密钥分配方案

本文从无线传感器网络的密钥分配体系出发,提出了一种基于节点定位信息的随机密钥预分配方案.首先简要介绍了传统随机密钥预分配方案及其改进方案存在的不足,然后根据节点定位信息和密钥的相关度划分,给出我们新密钥分配方案LRKPS,并从LRKPS的共享密钥的概率、网络连通度、被俘获的抵抗性等方面,与随机密钥预分配进行了分析比较,结果表明我们的算法在这些方面有一定的优势.     

一种高连通率的传感器网络密钥预分配方法

密钥管理是无线传感器网络安全的基础,其中密钥预分配是可行性比较高的密钥管理方法,节点之间的共享密钥的概率一直是密钥预分配中比较重要的性能指标,可是现有的无线传感器网络密钥预分配方案大多存在节点间密钥共享概率低或者共享概率不稳定的问题.结合Blom对称多项式,通过改进TD方法,提出了一种改进的密钥预分配方法,该方法能够实现稳定的节点间高密钥共享概率,从而保证了无线传感器网络的安全连通,此外该方法还具有灵活易变的特性,可以改变传感器分组数目以及传感器存储的密钥个数,满足实际需求.     

一种基于位置信息的WSN随机密钥预分配方法

基于随机密钥预分配方案(KPS),提出了一种基于位置信息的随机密钥预分配方案(PKPS),此方案通过使用位置信息和优先级划分的方法,提高了邻居节点拥有相同密钥的概率,从而提高了节点能够安全通信的概率.文中详细介绍了此方案的具体内容,并对它的性能做了详细的分析.分析结果表明,与随机密钥预分配方案相比,文中所提方案能大大改善无线传感器网络的各种性能,如通信负载、网络连通度、网络对于节点被俘获的抵抗性等.     

带执行器节点的无线传感器网络密钥预分配策略

针对带执行器节点的无线传感器网络的安全通信问题,提出了一种新的密钥预分配方案.充分利用执行器节点具有能量充足、存储器资源丰富、较强计算和通信能力等特点,构建一棵以Sink为根节点、执行器节点为分支节点、传感器节点为叶子节点的密钥管理树,实现集中式和分布式密钥管理的安全通信机制.该分配策略包括三个阶段:初始化阶段、共享密钥发现阶段和安全路径建立阶段.重点论述如何构建密钥管理树,以实现通信的安全认证.讨论了添加或删除网络节点时的密钥管理自适应能力.     

传感器网络概率密钥预分配模型的安全弹性比较(英文)

提出了一种针对节点沦陷情况下的随机密钥预分配模型的细粒度分析方法.为3种具有代表性的密钥预分配模型:基础密钥预分配模型、q-composite随机密钥预分配模型和非平衡密钥预分配模型,在节点沦陷的情况下,提出了一种更适宜的威胁模型和安全弹性定义.本文的分析工作比以往关于密钥预分配模型的分析更为精确.     

浅谈无线传感器网络安全机制

针对无线传感器网络的特点,分析了无线传感器网络安全需求和可能受到的攻击并总结了防御措施,其次概括了无线传感器网络的安全技术,详细综述了无线传感器网络现有的密钥管理协议,其中包括分密钥预共享协议和随机密钥预分配协议。最后对防御拒绝服务攻击做了简单介绍。     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

基于密钥池的簇状传感器网络动态密钥分配协议

为了解决簇状传感器网络中的密钥分配问题，在分析传感器网络的基本密钥预分配机制的基础上，提出了基于密钥池的簇状网络动态密钥分配协议．在保证网络连通率相同的情况下，该协议与基本机制最大的区别在于，网络节点能逐层从基站随机选取不同大小的密钥环．动态分配协议经过初始化、密钥建立和路径密钥建立3个阶段，使整个传感器网络形成一个由安全链路构成的连通图，而簇内同层节点以及相邻层间节点可以通过安全链路进行通信，协同完成应用任务．通过分析和实验证明，所提协议可有效节省存储空间达50%以上，并能显著提高网络抵御攻击的能力．     

一种改进随机密钥预分配的网络分簇密钥管理方案

由于原随机密钥的预分配的管理方案节点存储空间要求高、抗毁性较低,提出了一种使用公钥和引用Hash表中开放式并增加密钥管理的非身份认证密钥管理方案.改进的方案中降低网络节点存储空间要求,增强无线传感器网络抗毁性能.Matlab仿真表明,此方案中单个节点密钥存储量减少至少一半;网络中簇内节点连接率为100%;在安全性方面,能有效减少节点密钥破解的数量,未捕获节点的密钥暴露概率是比原随机密钥的预分配的管理方案要低20%以上.     

基于中国剩余定理和LU矩阵的传感器网络密钥预分配方案

针对典型分簇式传感器网络密钥预分配方案连通性和抗毁性差、节点开销大的问题,结合中国剩余定理和LU矩阵提出了一个密钥预分配方案.该方案簇头节点与簇内节点间的通信密钥运用中国剩余定理建立,而簇头节点之间以及簇头节点和基站间的通信密钥采用LU矩阵生成,这样既克服了运用中国剩余定理建立通信密钥的单一性问题,又克服了采用LU矩阵生成通信密钥节点开销大的缺陷.方案支持节点加入与撤销,簇内节点加入与撤销时方案分别满足后向和前向安全性.与典型密钥预分配方案相比,该方案以占用一个密钥存储空间的簇内节点开销和较少的簇头节点开销既实现了网络100%的连通性,又实现了网络完全抗毁性.     

异构无线传感器网络动态混合密钥管理方案研究

在需要进行安全通信的无线传感器网络应用中,复杂的公钥系统难以在资源有限的传感节点上实现,而基于随机预分配的对称密钥系统有节点连通性不强、密钥存储空间过大、密钥协商过程复杂且不灵活等问题。因此,在异构无线传感器网络基础上,提出一种联合公钥机制与私钥机制的混合密钥管理方案(DHKAS)。该方案使用一种简便可靠的方法,以较小的代价解决了密钥管理中最关键的节点认证问题。分析结果显示,所提方案有效提高了节点的连通性、减少了密钥存储空间,并增强了网络抗攻击能力。     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

一种带验证和撤销的组密钥分发方案

提出一种在无线传感器网络中具有正确性验证和头结点撤销功能的组密钥更新方案. 通过建立组密钥之间的冗余关联,实现了在不增加结点负担的情况下,合法结点利用当前广播消息和自身秘密恢复丢失的组密钥. 利用撤销多项式实现对结点和头结点的撤销,此外还能提供密钥的正确性验证. 分析表明,在没有增加计算开销和通信开销情况下本方案具有更好的安全性.     

传感器网络中一种混合密钥管理方案

提出了一种混合密钥管理方案.该方案借助于Blom矩阵和密钥池,来完成密钥预分配,使得所有的簇头间、节点和它的簇头间,以及节点之间都能进行安全通信.该方案还能够支持网络的拓扑结构的变化,并且能动态的管理密钥信息从而解决了密钥泄漏等问题.进行了网络安全及性能分析,包括安全性能比较、储存空间比较、通信与计算开销比较.仿真结果显示,与已有的一些密钥方案相比,该方案提高了网络的安全性,减小了存储空间.     

一种基于CPK的WSN节点认证和密钥协商方案

认证技术是保护系统资源与用户隐私的一个关键技术,在信息安全领域中有着重要的位置.针对传统的认证方案对节点认证效率低,且不适用于大规模部署的无线传感器网络认证的问题,采用层次化无线传感器网络模型,提出一种基于CPK的双向无线传感器节点认证及密钥协商算法.结果表明,该算法无需安全信道传输消息,能高效地完成节点认证与密钥协商,解决了大规模部署的无线传感器网络认证的问题.     

A general pairwise key predistribution scheme for wireless sensor networks

This paper develops a general hypercube-based key predistribution scheme for establishing pairwise keys between sensor nodes using polynomials, which is parameterized by the dimension of hypercube and the Hamming distance threshold variables. The scheme addresses the weaknesses of existing key predistribution schemes, which have either worse security or lower efficiency. It exhibits a nice property--when the Hamming distance between any two neighboring sensor nodes is less than the pre-defined threshold, the pairwise key can be established directly. Extensive performance and security analysis shows that by increasing Hamming distance threshold value, we can trade off the resilience against node capture attack for higher probability of direct pairwise key establishment, so as to save the energy consumption which is the most important issue for sensor networks.     

关键层理论在保水开采中的应用

在绿色开采思想的指导下,对关键层理论在保水开采中的应用进行了分析。通过算例讨论了三者的关系并分析了岩层变形一渗流耦合系统的复杂性特征,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想。研究表明,在承载关键层破断前,承载关键层同时也是保水关键层;在承载关键层破断后,不再具有隔水作用,而保水关键层此时由渗流关键层充当;如果承载关键层破断,并且渗流关键层不存在,则会发生突水现象。岩层变形一渗流耦合动力学系统是具有时变边界、非线性、非均匀性和非连续性等特征的复杂系统。将复杂系统动力学引入突水防治理论研究,可以从本质上描述突水的过程。     

一种基于椭圆曲线的高效自证明密钥分配协议

为了解决现有密钥分配协议所存在的工作效率偏低和资源占用率偏高等问题,提出了一种基于椭圆曲线密码体制的高效安全密钥分配协议.该协议通过引入公钥自证明思想,将用户身份认证和密钥数据恢复有机结合在一起,无需繁琐的身份鉴别认证操作和时钟同步过程,也无需可信CA中心和时戳服务器,只需要一次数据发送过程即可直接完成密钥分配任务.分析表明,该协议结构简单,具有较高的工作效率、较低的资源占用率和较强的安全性,能有效抵抗目前已知的各种攻击.