本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,其在多個領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。由于在諸多應(yīng)用環(huán)境中都需要安全機(jī)制來確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全運行,而密鑰管理又是一切安全機(jī)制的基礎(chǔ),所以密鑰管理在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究具有十分重要的意義。本文旨在設(shè)計一種安全性強(qiáng)、密鑰連通性高、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好的密鑰管理方案,該方案不僅可以對組密鑰和對密鑰進(jìn)行聯(lián)合管理,而且支持新節(jié)點的加入、密鑰的撤銷和更新。主要研究工作如下:1.設(shè)計了一種基于矩陣和多密鑰空間的對密鑰管理方案。該方案以矩陣為基礎(chǔ)提高對密鑰的連通性,采用增大密鑰空間的方法提高節(jié)點的抗毀性,將對密鑰更新材料嵌入隱藏式中確保僅有合法節(jié)點才能從中提取更新后的對密鑰材料,以實現(xiàn)對密鑰的更新和撤銷。理論分析結(jié)果表明:該方案具備了抵御多種攻擊類型的能力,在保證高密鑰連通性的基礎(chǔ)上,相比其它密鑰管理方案,有效地降低了節(jié)點的通信開銷、計算開銷和存儲開銷,提高了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性。2.在基于矩陣和多密鑰空間的對密鑰管理方案的基礎(chǔ)上,設(shè)計了組密鑰管理方案。在方案中提出了一種基于中國剩余定理的可認(rèn)證組密鑰建立方法。該方法通過構(gòu)建中國剩余定理一元線性同余方程組,將組密鑰藏匿于同余解中,使攻擊者無法提取組密鑰信息。此外,組成員節(jié)點還可以依據(jù)同余解完成對組管理員身份的認(rèn)證,保證組密鑰建立命令的正確性和有效性。理論分析結(jié)果表明:該方案相比DAAG組密鑰管理方案,有效地降低了節(jié)點的通信開銷、計算開銷和存儲開銷。3.在以STM32F103為主控芯片和ATRF212為射頻模塊的硬件平臺上完成本方案的實現(xiàn)工作,并搭建測試驗證系統(tǒng)對方案進(jìn)行功能驗證和性能測試。測試驗證結(jié)果表明:本文提出的密鑰管理方案合理可行,不僅能夠適用于資源有限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),而且在較低通信開銷、計算開銷和存儲開銷的前提下,確保了網(wǎng)絡(luò)的安全運行。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN918.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 鐘曉睿;馬春光;;基于動態(tài)累加器的異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方案[J];通信學(xué)報;2014年03期

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本文編號：1201598