Sink移動(dòng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高可靠性的密鑰預(yù)分配方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量計(jì)算能力低、存儲(chǔ)量小和能量有限的微型傳感器組成，具有廣泛應(yīng)用前景。Sink移動(dòng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其能量消耗較低和生命周期較長的特點(diǎn)，被推廣到軍事監(jiān)視和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。由于監(jiān)控區(qū)域復(fù)雜多變的安全環(huán)境和節(jié)點(diǎn)自身缺乏安全性的特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題變得日益突出。
　　 密鑰預(yù)分配作為一種有效的密鑰管理方案，是利用節(jié)點(diǎn)間共享密鑰來生成通信密鑰，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加解密，而設(shè)計(jì)一種高可靠性的密鑰預(yù)分配方案成為目前研

2、究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在Sink移動(dòng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，已有的密鑰預(yù)分配方案存在抗毀性較差和連通性不高的缺陷。為解決這兩個(gè)問題，分別提出兩種有效的算法:
　　 (1)為增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)抗毀性，提出了一種高安全性的密鑰預(yù)分配算法N-PGPS。該算法在二元t次對(duì)稱多項(xiàng)式函數(shù)的基礎(chǔ)上，引入輔助型的多項(xiàng)式來構(gòu)建新的多項(xiàng)式函數(shù)并用于計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的通信密鑰。因多項(xiàng)式系數(shù)發(fā)生改變，在節(jié)點(diǎn)被俘獲個(gè)數(shù)超過t+1時(shí)，敵方無法推導(dǎo)出多項(xiàng)式的全部系數(shù)，從而保證未被俘獲

3、節(jié)點(diǎn)的通信密鑰不會(huì)被敵方破解。安全分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性，保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的安全通信。
　　 (2)為提高網(wǎng)絡(luò)連通性，提出了一種高連通性的密鑰預(yù)分配算法IN-PGPS。該算法在增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)抗毀性的前提下，利用樹的構(gòu)造原理在Sink節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)建立一顆以Sink節(jié)點(diǎn)為根的樹，使得傳感器節(jié)點(diǎn)可以通過多跳的方式與移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全通信。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法提高了傳感器節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)建立安