基于特征向量的非随机WSN密钥预分配方法

发布时间：2021-07-12 05:25

　　针对无线传感器网络（WSN）密钥预分配过程中存在的门限共谋及概率连通问题,提出了一种非随机的（即确定的）基于矩阵特征向量的EBSC方案,利用一个生成矩阵A,根据申请节点的不同类型,可动态生成2N个相异的秘密矩阵.不同于其他基于概率的随机密钥预分配方案,EBSC方案解决了经典BLOM方案存在的门限共谋问题,也解决了随机方案（称之为:RDMS方案）中存在的概率连通问题,可以实现WSN网络的全连通（即:网络中任意两个节点可直接通信）.不仅如此,EBSC方案利用特征值和特征向量的性质,在节点申请时采用单次身份认证,大大提高的网络的安全性能.通过比较分析表明,新方案在节点存储量、运算量和网络通信能量消耗方面均有优势.特别地,在网络后续更新较大的情况下,新方案通过简单的赋值操作,以轻量级的通信消耗,便可实现规模为N的全网更新,避免了复杂的矩阵扩容运算,更适合能量受限的WSN网络. 

【文章来源】：微电子学与计算机. 2020,37(11)北大核心

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
1 引言
2 研究现状
3 算法介绍
    3.1 密钥分配过程
        3.1.1 系统初始化阶段
        3.1.2 节点赋值及申请通信阶段
        3.1.3 BS验证及接受申请阶段
        3.1.4 节点产生共同密钥阶段
    3.2 网络更新过程
        3.2.1 赋值阶段
        3.2.2 扩充阶段
        3.2.3 秘密矩阵生成阶段
        3.2.4 假冒节点排查阶段
4 性能分析
    4.1 正确性
    4.2 EBSC方案优点
        4.2.1 无门限值约束
        4.2.2 网络内强连通
        4.2.3 网络扩容性强
        4.2.4 算法效率较高
        4.2.5 网络安全性能提升
    4.3 性能比较
5 结束语


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊逻辑的WSNs能量高效分簇路由算法[J]. 蒋华,王瑶,王慧娇,王鑫.  微电子学与计算机. 2020(07)
[2]无线传感器网络的多空间密钥预分配方案[J]. 王杨子,管有庆.  电信快报. 2019(04)
[3]基于格的无线传感器网络密钥协商协议[J]. 王淑华,陈振龙.  传感技术学报. 2019(02)
[4]基于动态子密钥的WSN混沌分组加密方案[J]. 王亚华,凌玉华,廖力清,孙克辉,刘文浩.  通信学报. 2017(12)
[5]Cryptanalysis of an asymmetric cipher protocol using a matrix decomposition problem[J]. Jinhui LIU,Huanguo ZHANG,Jianwei JIA,Houzhen WANG,Shaowu MAO,Wanqing WU.  Science China（Information Sciences）. 2016(05)
[6]传感器网络中基于三元多项式的密钥管理方案[J]. 关志涛,徐月,伍军.  通信学报. 2013(12)
[7]基于无线传感器网络的混合混沌新分组加密算法[J]. 佟晓筠,左科,王翥.  物理学报. 2012(03)
[8]无线传感器网络[J]. 任丰原,黄海宁,林闯.  软件学报. 2003(07)



本文编号：3279297