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。     

基于双线性对的分簇WSN密钥协商和认证协议

利用双线性对灵活和简便的特点,提出基于双线性对的分簇WSN密钥协商和认证协议,针对分簇无线传感器网络实现安全有效的管理。该协议基于节点身份和轮值实现节点间的双向身份认证,能保持会话密钥的新鲜,从而提高网络的安全性。仿真实验表明,该方案能够有效提高网络的安全性,且具有通信开销小的特点。     

医疗无线传感器网络匿名认证机制

针对无线医疗传感器网络的特点,以智能卡和口令作为身份认证与密钥交换的基础,提出了一种匿名认证机制,主要包括注册、登陆、认证以及口令更新4个阶段.该机制可以保证专业人员及其病人的匿名性,实现传感器节点与专业人员之间的双向认证以及网关、传感器节点、专业人员之间的公平的密钥协商;与此同时,利用静态Diffie-Hellman密钥、会话密钥对传输过程的相关信息进行加密,保证其机密性.     

适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案

当节点资源受限且处于敌对环境中时,无线传感器网络极易受到攻击且易被俘获。对基于簇协作的密钥管理方案进行了改进,提出一种适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案。利用距离最近的邻居头节点间的相互协作来实时更新组密钥,降低敌手利用妥协节点对网络进行的攻击的几率。当妥协节点个数低于门限值时,由本组头节点发起组密钥更新;当妥协节点个数高于门限值时,由邻居组头节点协作告知基站和其他邻居头节点:该组已妥协,切断与其通信,要求重新布置该组节点;当妥协节点为头节点时,由最近的邻居头节点协作其他邻居节点在该组内选取新的头节点。网络中为每个组分配不同的多项式,与整个网络使用同一个多项式相比,抗共谋攻击能力增强;网络中增加了自愈机制,通过设置相关参数,可以改变网络的自愈性。实验结果表明:每组成员节点的数量增加到一定值时,头节点的通信开销趋于平稳。因此,该方案适用于具有多个不同自愈性需求等级的大规模网络。     

容延迟移动传感器网络中的一种密钥更新算法

作为无线传感器网络研究的分支,容延迟移动传感器网络DT-MSN是近年来新出现的一种网络模型. 它具有间歇连通性,节点移动性,容延迟性等特点. 针对DT-MSN的这些特点,研究了DT-MSN中密钥更新所面临的问题,提出了基于Blom密钥预分发机制的密钥更新算法. 该算法利用节点的移动特性,通过相遇概率较高的节点代替其他不能到达汇聚节点的节点获取其密钥更新信息,获得更新信息的节点再将信息传递到需要的节点中,从而实现了整个网络节点的密钥更新,并通过仿真对这种密钥更新机制性能进行了分析.     

一种有效的无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络存储空间和带宽等局限性问题,提出了一种有效的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击.理论分析与仿真结果表明:当网络节点数为10～60时,节点存储密钥数只有2～12;节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放...     

一种无线传感器网络密钥动态预分配策略

为了实现无线传感器网络中的安全通信，传感器结点间传递的信息就必须被加密和认证.所以密钥分配与管理就成为基本问题之一.分析了随机对密钥预分配策略的不足，将其与基于配置信息的密钥预分配策略相结合并进行改进，提出了一种新的密钥动态预分配策略.     

基于椭圆曲线密码体制的无线传感器网络对偶密钥管理的研究

提出了一种适用于无线传感器网络的基于椭圆曲线密码体制的对偶密钥管理方案,引入了证书服务,可以实现密钥的分配、更新、撤销以及新加入节点时的密钥生成．分析结果表明,与现有的密钥更新方案比较,基于椭圆曲线密码体制的无线传感器密钥更新方案有效地减少了密钥的存储空间;在密钥更新阶段中加入保密和认证功能,增加了网络攻击的难度．     

基于中国剩余定理的传感器网络簇内密钥共享

针对层次型无线传感器网络,提出一种新颖的密钥共享方案,利用中国剩余定理来解决簇头与簇成员之间的共享密钥对建立问题.通过实验与理论分析证明,该方案与其它方案相比具有以下优点:1)存储最优,只要求每个传感器节点存储2个密钥,且存储开销与网络规模无关;2)网络全连通,任何一对簇头-簇成员节点都能够建立1个全网唯一的共享密钥;3)计算开销和通信开销低;4)网络能够抵抗物理捕获节点攻击和共谋攻击.     

一种无线传感器网络组播密钥管理方案

在无线传感器网络中,为了得到所监测区域的准确信息,保护节点间进行安全通信至关重要,因此,针对现存方案的不足,提出一种基于分组的密钥管理方案,节点部署后,实现了节点间通信密钥的建立,分析结果表明,该方案适用于大规模的无线传感器网络,在保证节点间安全通信的同时,提高了网络的连通性.     

WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

An Efficient Key Management Protocol for Wireless Sensor Networks

Key management is a fundamental security service in wireless sensor networks. The communication security problems for these networks are exacerbated by the limited power and energy of the sensor devices. In this paper, we describe the design and implementation of an efficient key management scheme based on low energy adaptive clustering hierarchy（LEACH） for wireless sensor networks. The design of the protocol is motivated by the observation that many sensor nodes in the network play different roles. The paper presents different keys are set to the sensors for meeting different transmitting messages and variable security requirements. Simulation results show that our key management protocol based-on LEACH can achieve better performance. The energy consumption overhead introduced is remarkably low compared with the original Kerberos schemes.     

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.     

一种安全的多层移动自组网密钥管理方案

针对移动自组网群通信中的安全问题,提出1种多层移动自组网安全分层密钥管理方案(HKMS)。其具体内容是:首先,为了简化群结构的管理,基于多层结构模型提出双层密钥管理方案,采用节点间的交换密钥和群密钥对数据包进行双重加密,提高网络通信的安全性;针对移动自组网拓扑结构频繁变化导致群结构维护复杂问题,对节点加入和节点离开2方面进行讨论;其次,从前向安全和后向安全2方面对方案的安全性进行分析;最后,与类似方案的性能进行比较分析。研究结果表明:该方案对节点的存储量要求较低,节点加入退出相关操作的执行效率等较高,简化了群管理与维护,能有效地减少群密钥重分发数。     

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.     

基于簇的无线传感器网络密钥管理方案

为提高无线传感器网络安全强度,通过分析已有的典型密钥管理方案,结合具体的应用领域,提出一种基于簇的无线传感器网络密钥管理方案（CKMS:Cluster\|based Key Management Scheme）。该方案包括5种类型密钥与密钥更新机制,同时支持网络扩展。相对现有的密钥管理方案,此方案具有较小的通信开销和计算开销,占用较少的存储空间并且连通性好。     

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.