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.     

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.     

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.     

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.     

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。     

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.     

基于分簇结构的Ad Hoc网络中门限密钥管理方案

基于分簇的网络结构给出了一种新的Ad Hoc网络密钥管理方案.方案中无需可信赖的第三方,并且使用了门限技术将PKG(public key generation)的功能分散到簇头节点上,提高了系统的安全性.采用基于身份的加密算法,用户之间无需进行公钥认证,有效地降低了用户终端计算、存储能力的需求和系统密钥管理的通信开销.     

一种改进的环形分簇无线传感器网络密钥管理方案

针对分簇无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)能量不均衡、连通率低和效率低等问题,提出一种方形环状密钥管理方案,详细描述了密钥管理全过程,包括：初始化、簇节点身份信息(identity document, ID)、簇间密钥管理、簇内密钥管理、节点通信、密钥更新和节点加入与退出等。其中,簇间密钥管理使用改进椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换(elliptic curve Diffie-Hellman key exchange, ECDH)的密钥协商方案,簇内密钥管理使用基于中国剩余定理的密钥分配方案。形式化安全分析证明方案的正确性和安全性,对多种已知攻击的非形式化分析证明方案可抵抗各种安全攻击;能耗分析表明方案具有较低的存储、计算和通信开销。因此,该方案在兼顾安全性的同时能有效降低能耗,适用于资源受限的WSN。     

簇状WSN的分层密钥管理方案

有效的密钥管理方案是实现无线传感器网络安全通信的关键。针对簇状结构无线传感器网络自身的一些特性,本文提出一种簇状无线传感器网络的分层密钥管理方案。在本方案中,分别在簇内和簇间采用不同的密钥管理体制,簇内通信密钥利用中国剩余定理生成,在将复杂计算转交给基站的同时。降低了组密钥的存储空间;簇间通信密钥借助BLOM矩阵的思想生成,有效地提高了簇头节点抗击俘获的能力。通过对比分析,该方案有效地节省了节点的能童,每个节点不需要存储大量的共享密钥,而是按照不同的传输信息和安全需求存储相应类型的密钥。并提供了较强的可扩展性、网络的可靠性、高效性等安全性能。     

一种基于能量合作的异构传感网密钥管理机制

针对无线传感器网络密钥管理节点能量受限和能量不均衡问题,提出了一种基于能量合作的异构传感网密钥管理机制。该机制让性能更强的节点担任簇头节点,采用能量收集技术为节点补充能量,采用能量合作技术平衡节点能量。各传感器节点只需与它们的通信邻居建立连接,节点间采用能量均衡路由进行数据传输。节点通过密钥协商建立共享密钥,对传输的数据加密,使用椭圆曲线加密算法对传输的密钥加密。性能分析表明,该机制减少了密钥管理的存储开销,延长了网络生命期,提高了网络的安全性。     

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.     

基于部署信息的无线传感器网络密钥预分配

针对无线传感器网络的频繁移动性,提出了一种有效的随机密钥预分配方案.该方案采用正方形对网络进行分区,在覆盖全网的同时有效地减少了重叠区域.节点仅需预分配数量较少的密钥,就能够以很高的概率建立共享密钥,即使存在大量的移动节点仍能保持较高的连通概率.理论分析与仿真数据表明该方案不但在连通性和安全性方面具有较好的性能,而且节点存储的密钥数量最多可节约60%以上.     

无线传感器网络中移动场景下的密钥管理方案

在分簇型无线传感网络中,针对节点密钥易受攻击以及节点的移动性导致密钥管理复杂等问题,基于互斥基底系统提出了一种移动场景下的密钥管理方案。该方案给出了密钥的建立和更新、节点间通信的实现过程。针对节点的移动性,给出了节点离开当前簇和加入新簇的实现过程。仿真实验结果表明:本文提出的方案不但有较低的存储开销,而且有较高的安全连通性和对捕获节点的抵抗性。     

WSN中基于一次预共享密钥的安全管理方案

无线传感器网络在部署初始阶段,由于未被恶意者察觉,或者破解存在难度,节点通常能够在一定时间内具有抵抗劫持的能力．基于此分析提出一种适合于静态网络的基于一次性预共享密钥的安全管理方案SMOPK,方案在无线传感器网络部署的初始阶段利用一次性预共享密钥进行密钥协商等,从而在相邻节点间建立保密的安全连接,建立与实际拓扑一致的安全拓扑．分析表明SMOPK方案具有开销小、安全性强的特点,适合于静态无线传感器网络的安全要求．     

一种基于模糊决策的安全簇头选择算法

采用分簇管理的无线传感器网络,能够显著地节省能量.簇头在数据的汇总、融合、转发过程中起到关键作用,但是一旦簇头被俘,存储的密钥信息泄露,这将影响整个簇的安全通信.为有效延长网络寿命和可信簇头选举,本文设计了一种基于模糊决策的簇头选择算法,以剩余能量、信任值、向心度和共享密钥数作为安全性评估的关键指标.实验结果表明,通过模糊决策方法选取簇头能均衡能耗,提高网络生命周期并能阻止恶意节点成为簇头.     

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.     

链路层光纤网络被动数据存储方法研究

针对光纤网络被动数据存储开销较大的问题,提出一种基于动态副本自适应分簇路由分配的链路层光纤网络被动数据存储方法.首先构建链路层光纤网络数据存储的节点分布模型,采用相空间重构方法进行链路层光纤网络被动数据结构分布重组,然后结合自适应匹配滤波方法进行冗余数据滤除,求得被动数据存储节点的适应度函数,采用动态副本自适应分簇路由分配方法实现数据存储的优化分配设计.最后进行仿真测试,结果表明,采用该方法进行链路层光纤网络被动数据存储,能节省存储开销,存储空间的吞吐量得到有效提高.     

无线传感器网络安全加密成簇算法的设计及研究

在无线传感器网络中,网络节点的成簇算法是实现对传感器网络高效节能管理和应用的有效途径.为了提高网络的安全性和寿命,提出了一种基于随机并行簇头选举算法和密钥预分配方案,在假设的网络模型中,均匀地选举簇头节点,并且实现对恶意节点的识别和删除,在数据通信阶段通过加密算法实现数据通信的安全性,从而有效地实现网络寿命的延长和数据通信的安全.     

无线传感器网络安全加密成簇算法的设计及研究

在无线传感器网络中,网络节点的成簇算法是实现对传感器网络高效节能管理和应用的有效途径为了提高网络的安全性和寿命,提出了一种基于随机并行簇头选举算法和密钥预分配方案,在假设的网络模型中,均匀地选举簇头节点,并且实现对恶意节点的识别和删除,在数据通信阶段通过加密算法实现数据通信的安全性,从而有效地实现网络寿命的延长和数据通信的安全。     

基于分簇结构的P2P流媒体混合分发算法

提出了一种基于分簇结构的混合分发算法,算法采用分簇的方法将流媒体中的节点资源进行簇划分,形成由簇头、簇内节点构成的分簇网络结构,簇头与簇内节点通过拉拽算法来获得数据,而簇头间采用推送分发算法.仿真结果表明,该算法能提高数据块复制速度,减少数据传播时延,有效降低系统的控制开销,提高了播放连续度.