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.     

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.     

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.     

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.     

多点协作复制攻击检测研究

在实际应用中,许多无线传感器网络是一个多功能的异构网络,同时存在静态网络和移动网络,这对节点复制攻击检测是一个极大的挑战。利用静态网络和移动网络相互协作实施检测,提出一种协作式检测方案,实现了节点复制攻击的检测与防御。通过实验对方案中的静态网络检测的密钥对预分配方案(PTPP)和移动节点复制攻击检测的协作式检测方案(CCD)进行了验证。分析表明,该方案具有较好的安全性和可以接受的成本和开销,是一种实用的异构无线传感器网络的节点复制攻击检测方案。     

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.     

基于相邻节点协作的无线传感器网络安全协议

为了解决无线传感器网络(WSN)密钥管理与认证协议设计中节点频繁的信息交换所带来的能量消耗过大的问题,提出了一种基于相邻节点协作的改进型密钥分配方案.该方案在节点密钥建立过程中加入了相邻节点的相关信息,结合密钥预分配技术,在提高系统抗毁性的同时,进一步降低了节点密钥建立的通信成本.与LEAP、NEKAP进行比较,结果表明,密钥分配方案在安全认证、抵御重放攻击以及节能等方面更具优势.     

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。     

基于EBS的无线传感器网络密钥管理方法研究

针对现有无线传感网络(wireless sensor networks, WSN)群组通信中网络环境复杂、资源占用率高以及共谋攻击等问题,提出一种融合三元多项式和EBS(exclusion basis system)管理机制的动态密钥管理方法。通过分析现有方法的不足,从WSN系统模型和EBS密钥管理2个方面对其进行改进,针对WSN系统模型引入层次式拓扑结构,有效解决簇头节点存在的单点失效问题,在此基础上,根据EBS群组密钥管理方法,引入三元多项式算法对EBS管理机制的参数进行优化。仿真结果表明,改进方法与局域化组合密钥管理(localized key management, LOCK)方法相比,改进后的EBS方法可以减少传感器节点的密钥存储量,增加网络共谋链的长度以及提高WSN的网络抗毁性。     

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.     

一种无线传感器网络中基于簇的安全协议

在SPINS,SECOS协议的基础上,提出了基于簇的安全协议(cluster-based security protocol,CBSP).CBSP中安全的簇首选举及基于组播认证的密钥更新机制,有效提高了簇及密钥管理的安全性,减少了节点及网络资源消耗.利用串空间模型对协议进行形式化分析,验证了其正确性.CBSP中基于簇的入侵检测机制有效地抵御了外部节点的攻击.基于IDS的更新响应机制减少了簇首和密钥更新周期,进一步优化了CBSP.仿真结果显示,CBSP能很好地适应无线传感器网络特性,当网络遭受选择转发攻击时,CBSP能有效抵御攻击,减少资源损耗.     

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。     

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．     

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。     

基于完全层次树的无线传感器网络密钥共享方案研究

无线传感器网络由于其自身的特性,如计算资源、能量、存储资源以及带宽的局限性从而面临巨大的安全问题,较普通网络更易受到外界的攻击.研究了一种在无线传感器网络中使用的完全层次树的节点密钥共享方案,该方案使任意两个节点之间共享若干密钥.理论和应用分析显示所提出的方案具有有效性和安全性的特点.同时,通过相关方案比较表明该方案较其它方案更适合无线传感器网络,可以有效的抵御一类Rushing引起的网络DoS攻击.     

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.     

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.