一种动态的分簇无线传感器网络密钥管理方案
发布时间：2021-01-06 04:17
在物联网体系结构中,无线传感器网络作为物联网获取数据信息的重要技术手段之一,其安全问题必将直接对基于物联网的应用造成影响。由于组成无线传感器网络的节点具有能量与存储空间有限、计算与通信能力较弱的特点,因此传统的密钥管理方案无法直接应用于无线传感器网络。本文针对无线传感器网络密钥易受攻击、计算及能耗受限、簇密钥管理方式不灵活等状况,在椭圆曲线离散对数问题困难性的基础上设计了一种动态的分簇无线传感器网络密钥管理方案。本文的主要研究内容如下:1.针对无线传感器网络密钥易受攻击和因节点动态变化导致密钥管理复杂的问题,本文方案在密钥协商过程中簇头节点与基站之间采用非对称密钥体制进行节点认证。在普通节点与簇头之间采用基于Shamir的（t,n）门限秘密共享机制来进行簇密钥管理,将簇密钥分成n个子密钥分发给各个节点,小于t个节点被俘获不会威胁到主密钥的安全。2.针对现有的随机密钥预分配管理方案受限于节点存储空间的问题,本文方案基于椭圆曲线上的公钥组合体制生成密钥,通过信息量较少的密钥矩阵元素的组合生成大量密钥,每一个传感器节点只需要存储相关参数和密钥矩阵,大大节省了节点内存空间。3.在基于层簇型的密...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线传感器节点组成示意图
通信模块：用来建立传感器网络中节点之间进行通信的无模块：是无线传感器节点模块中的能量来源，直接供电在采用电池供电【56】。用领域的实际需求，无线传感器网络有多种形态和组网方平面型结构和层次型结构【57】。由于无线传感器网络中的受网络特性的限制，所以研究一种安全高效的管理方案，得非常重要。以下将对传感器网络结构和其特点进行简型网络结构又称为分布式结构，如图 1-2 所示，每个节点都是对等实用多跳的方式将搜集到的信息进行传输，之后把全部的信网络各层使用相同的数据传输协议和安全管理协议。平面比较简单的拓扑结构，网络维护简单。然而当网络需要扩的成本，这就在很大程度上增加了能量消耗，从而减小了
图 1-3 无线传感网络层次式结构示意图【58】Fig.1-3 Schematic diagram of hierarchical structure in WSN【58】感器网络安全需求网络所面临的安全问题一般有三个方面：一是来自网络特自外部的通信干扰；三是来自节点自身的问题，如在通信致睡眠剥夺攻击等。这些局限性使得其容易受到各个协议而不同协议层的攻击模式也不相同。主要有以下几种方形式：该层的主要作用是信号调制、生成数据比率和进是进行数据采集的主要工具，也是物理层面的主要组成部型的攻击。攻击节点能够在无线传感器网络工作频段上范围之内的节点无法正常地工作，当攻击节点达到相应数威胁，发生此类攻击时，节点一般会跳到别的频率通信络采用的是无线通信的方式，攻击者可以方便地监控信道般先进行物理层的攻击。对于此攻击，传感器节点需要更
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无证书公钥体制的层簇式WSN密钥管理方案[J]. 周大伟,魏国珩,张焕国. 北京工业大学学报. 2016(05)
[2]对称密码体制与非对称密码体制比较与分析[J]. 包伟. 硅谷. 2014(10)
[3]基于身份加密的可认证密钥协商协议[J]. 袁艳祥,游林. 信息网络安全. 2014(03)
[4]一种适用于无线传感器网络的安全认证方案[J]. 陈子平,钱松荣. 计算机工程. 2013(07)
[5]适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案[J]. 陈燕俐,杨庚. 通信学报. 2010(11)
[6]一种新的基于椭圆曲线密码体制的Ad hoc组密钥管理方案[J]. 冯涛,王毅琳,马建峰. 电子学报. 2009(05)
[7]基于簇的无线传感器网络密钥预分配方案[J]. 沈金波,许力,张美平,张依惠. 武汉大学学报(理学版). 2009(01)
[8]安全高效的无线传感器网络密钥管理协议与仿真实现[J]. 黄鑫阳,杨明,吕珊珊. 系统仿真学报. 2008(07)
[9]传感器网络中对偶密钥的动态密钥路径建立机制及算法[J]. 胡宇舟,王雷,陈治平,顾学道. 通信学报. 2008(02)
[10]基于单向函数的簇状传感器网络的密钥管理方案[J]. 李敏,殷建平,伍勇安. 计算机研究与发展. 2008(S1)
硕士论文
[1]无线传感器网络密钥管理方案的研究与实现[D]. 陈伟.重庆邮电大学 2016
[2]基于组合公钥的WSN密钥管理方案的研究[D]. 陈志福.北京理工大学 2016
[3]基于无线传感网络的混合密钥管理机制研究[D]. 薛兵兵.黑龙江大学 2012
[4]分簇无线传感器网络中动态密钥管理方案的研究[D]. 胡佳.东华大学 2011
[5]基于簇结构的WSN混合密钥管理方案的研究[D]. 闫培玲.河南大学 2010
本文编号：2959915
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线传感器节点组成示意图
通信模块：用来建立传感器网络中节点之间进行通信的无模块：是无线传感器节点模块中的能量来源，直接供电在采用电池供电【56】。用领域的实际需求，无线传感器网络有多种形态和组网方平面型结构和层次型结构【57】。由于无线传感器网络中的受网络特性的限制，所以研究一种安全高效的管理方案，得非常重要。以下将对传感器网络结构和其特点进行简型网络结构又称为分布式结构，如图 1-2 所示，每个节点都是对等实用多跳的方式将搜集到的信息进行传输，之后把全部的信网络各层使用相同的数据传输协议和安全管理协议。平面比较简单的拓扑结构，网络维护简单。然而当网络需要扩的成本，这就在很大程度上增加了能量消耗，从而减小了
图 1-3 无线传感网络层次式结构示意图【58】Fig.1-3 Schematic diagram of hierarchical structure in WSN【58】感器网络安全需求网络所面临的安全问题一般有三个方面：一是来自网络特自外部的通信干扰；三是来自节点自身的问题，如在通信致睡眠剥夺攻击等。这些局限性使得其容易受到各个协议而不同协议层的攻击模式也不相同。主要有以下几种方形式：该层的主要作用是信号调制、生成数据比率和进是进行数据采集的主要工具，也是物理层面的主要组成部型的攻击。攻击节点能够在无线传感器网络工作频段上范围之内的节点无法正常地工作，当攻击节点达到相应数威胁，发生此类攻击时，节点一般会跳到别的频率通信络采用的是无线通信的方式，攻击者可以方便地监控信道般先进行物理层的攻击。对于此攻击，传感器节点需要更
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无证书公钥体制的层簇式WSN密钥管理方案[J]. 周大伟,魏国珩,张焕国. 北京工业大学学报. 2016(05)
[2]对称密码体制与非对称密码体制比较与分析[J]. 包伟. 硅谷. 2014(10)
[3]基于身份加密的可认证密钥协商协议[J]. 袁艳祥,游林. 信息网络安全. 2014(03)
[4]一种适用于无线传感器网络的安全认证方案[J]. 陈子平,钱松荣. 计算机工程. 2013(07)
[5]适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案[J]. 陈燕俐,杨庚. 通信学报. 2010(11)
[6]一种新的基于椭圆曲线密码体制的Ad hoc组密钥管理方案[J]. 冯涛,王毅琳,马建峰. 电子学报. 2009(05)
[7]基于簇的无线传感器网络密钥预分配方案[J]. 沈金波,许力,张美平,张依惠. 武汉大学学报(理学版). 2009(01)
[8]安全高效的无线传感器网络密钥管理协议与仿真实现[J]. 黄鑫阳,杨明,吕珊珊. 系统仿真学报. 2008(07)
[9]传感器网络中对偶密钥的动态密钥路径建立机制及算法[J]. 胡宇舟,王雷,陈治平,顾学道. 通信学报. 2008(02)
[10]基于单向函数的簇状传感器网络的密钥管理方案[J]. 李敏,殷建平,伍勇安. 计算机研究与发展. 2008(S1)
硕士论文
[1]无线传感器网络密钥管理方案的研究与实现[D]. 陈伟.重庆邮电大学 2016
[2]基于组合公钥的WSN密钥管理方案的研究[D]. 陈志福.北京理工大学 2016
[3]基于无线传感网络的混合密钥管理机制研究[D]. 薛兵兵.黑龙江大学 2012
[4]分簇无线传感器网络中动态密钥管理方案的研究[D]. 胡佳.东华大学 2011
[5]基于簇结构的WSN混合密钥管理方案的研究[D]. 闫培玲.河南大学 2010
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