發(fā)布時(shí)間：2017-05-12 23:04

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線、多跳、自組織方式形成的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其部署目的為偵測(cè)固定區(qū)域內(nèi)的情報(bào)數(shù)據(jù),例如環(huán)境監(jiān)測(cè)與行為偵測(cè)等。對(duì)于軍事級(jí)或商業(yè)級(jí)的偵測(cè)行為,安全問(wèn)題顯得尤其重要。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)資源限制,傳統(tǒng)的安全機(jī)制并不適用。目前,針對(duì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證方案可分為兩大類：基于對(duì)稱密鑰和基于非對(duì)稱密鑰。以Eschenauer-Gligor方案為代表的對(duì)稱密鑰認(rèn)證方案存儲(chǔ)消耗大,抗捕獲能力差；以TinyPK方案為代表的非對(duì)稱密鑰認(rèn)證方案計(jì)算消耗大,拓展性、健壯性差。大量已有研究工作致力于減小非對(duì)稱加密算法的計(jì)算開(kāi)銷與能耗；提出更為安全、合理的密鑰管理方案。鑒于以上問(wèn)題,本文針對(duì)層次式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型,提出一種基于零知識(shí)證明的節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證方案,用以解決傳統(tǒng)身份認(rèn)證方案抗捕獲力差,健壯性低的問(wèn)題。本文主要工作在于：(1)針對(duì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力低、抗捕獲性差的特點(diǎn),優(yōu)化已有算法并用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證。已經(jīng)證明,橢圓曲線加密(ECC)算法可用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證。本文基于橢圓曲線離散對(duì)數(shù)問(wèn)題對(duì)已有算法交互步驟進(jìn)行并行處理,減小其計(jì)算耗時(shí),并給出該算法與ECC算法、RSA算法的性能比較。本算法中,節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證密鑰不直接參與身份認(rèn)證,增大攻擊者獲取認(rèn)證密鑰的難度,解決了原有身份認(rèn)證方案無(wú)法抵御攻擊者通過(guò)捕獲節(jié)點(diǎn)發(fā)起的深層次攻擊的缺陷,加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)健壯性。(2)針對(duì)層次式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型,提出一種基于零知識(shí)證明的身份認(rèn)證方案。本方案采取LEAP密鑰管理方案,節(jié)點(diǎn)只需存儲(chǔ)個(gè)體密鑰、簇密鑰及認(rèn)證密鑰,節(jié)省了節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間。本方案的認(rèn)證過(guò)程分為四個(gè)步驟：一、節(jié)點(diǎn)與簇首的注冊(cè)認(rèn)證,二、節(jié)點(diǎn)與簇首的雙向認(rèn)證,三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立,四、節(jié)點(diǎn)簇間漫游認(rèn)證。分別給出四個(gè)階段信息的交互過(guò)程。對(duì)本文所提方案進(jìn)行安全與性能分析,給出其對(duì)常見(jiàn)攻擊手段的抵御能力及與經(jīng)典方案網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)比。分析表明,本方案相較于經(jīng)典方案提高了認(rèn)證密鑰安全性,節(jié)點(diǎn)與簇首實(shí)現(xiàn)了雙向認(rèn)證,能更有效抵御中間人攻擊、女巫攻擊、重放攻擊及Dos攻擊等攻擊手段。仿真性能表明,本方案網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小于基于ECC算法的Benenson強(qiáng)用戶認(rèn)證方案和基于RSA算法的TinyPK身份認(rèn)證方案。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 零知識(shí)證明 橢圓曲線加密算法 身份認(rèn)證
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN918.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全綜述16-25
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特性16-17
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全需求17-19
• 2.2.1 數(shù)據(jù)安全需求17-18
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)安全需求18-19
• 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)局限性19-20
• 2.3.1 部署環(huán)境特點(diǎn)19
• 2.3.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的局限19-20
• 2.4 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的攻擊20-22
• 2.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制設(shè)計(jì)22-24
• 2.5.1 密鑰的選取和建立22-23
• 2.5.2 認(rèn)證機(jī)制設(shè)計(jì)23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證25-32
• 3.1 WSNs身份認(rèn)證設(shè)計(jì)要求25-26
• 3.2 身份認(rèn)證方案26-31
• 3.2.1 基于對(duì)稱密鑰體制的身份認(rèn)證26-27
• 3.2.2 基于非對(duì)稱密鑰體制的身份認(rèn)證27-29
• 3.2.3 基于身份標(biāo)識(shí)加密算法的身份認(rèn)證29-31
• 3.3 傳統(tǒng)身份認(rèn)證方案缺陷分析31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 基于零知識(shí)證明的身份認(rèn)證方案32-43
• 4.1 零知識(shí)證明認(rèn)證方案設(shè)計(jì)32-34
• 4.1.1 Schnorr身份識(shí)別協(xié)議32-33
• 4.1.2 基于RSA數(shù)字簽名的零知識(shí)證明方案33-34
• 4.2 核心算法34-36
• 4.2.1 橢圓曲線離散對(duì)數(shù)問(wèn)題34-35
• 4.2.2 基于橢圓曲線的零知識(shí)證明方案35-36
• 4.3 密鑰的分發(fā)與管理36-39
• 4.3.1 參數(shù)的選取37
• 4.3.2 身份標(biāo)識(shí)及密鑰生成37-38
• 4.3.3 密鑰的添加38
• 4.3.4 密鑰的撤銷38
• 4.3.5 密鑰的更新38-39
• 4.4 基于零知識(shí)證明的身份認(rèn)證方案實(shí)現(xiàn)39-41
• 4.4.1 節(jié)點(diǎn)與簇首的注冊(cè)認(rèn)證39-40
• 4.4.2 節(jié)點(diǎn)與簇首的雙向認(rèn)證40-41
• 4.4.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立41
• 4.4.4 節(jié)點(diǎn)簇間漫游認(rèn)證41
• 4.5 本章小結(jié)41-43
• 第5章 基于零知識(shí)證明的身份認(rèn)證方案性能43-53
• 5.1 方案安全性分析43-48
• 5.1.1 雙向認(rèn)證43
• 5.1.2 密鑰安全性43-44
• 5.1.3 抗捕獲性44-46
• 5.1.4 抗攻擊性46-48
• 5.2 性能分析與仿真48-52
• 5.2.1 計(jì)算開(kāi)銷分析49-51
• 5.2.2 存儲(chǔ)開(kāi)銷分析51
• 5.2.3 仿真分析51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 總結(jié)與展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 萬(wàn)智萍;;基于改進(jìn)Das協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證協(xié)議UAPL[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2014年02期

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：361023