本文關(guān)鍵詞：基于組合公鑰的WSN密鑰管理方案的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Networks)發(fā)展非常迅速,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域,是國內(nèi)外研究的一個熱點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個開放的網(wǎng)絡(luò),多數(shù)情況會被部署到條件惡劣的環(huán)境,容易遭受各種類型的網(wǎng)絡(luò)攻擊,節(jié)點(diǎn)容易被捕獲或篡改,保證網(wǎng)絡(luò)安全是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮其作用的前提,因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中需要一個安全高效的密鑰管理方案來建立節(jié)點(diǎn)之間的會話密鑰。通常,為了節(jié)約成本和控制節(jié)點(diǎn)體積,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)具有電池能源與存儲空間有限、通信能力與計(jì)算能力弱的特點(diǎn),這給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的密鑰管理方案的設(shè)計(jì)增加了難度,不僅要求所設(shè)計(jì)的方案有較小復(fù)雜性,占用較少資源,還必須保證網(wǎng)絡(luò)的安全性與可靠性,因此傳統(tǒng)的密鑰管理方案無法直接應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。本文根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn),在解橢圓曲線離散對數(shù)問題困難性的前提下,提出了一種基于組合公鑰技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案,并詳細(xì)描述了方案采用的網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)部署前的初始化、密鑰協(xié)商、密鑰更新以及網(wǎng)絡(luò)動態(tài)擴(kuò)展等過程。本文方案以少量矩陣元素組合出大量的密鑰,大大緩解了節(jié)點(diǎn)存儲空間受限與大量密鑰存儲需求之間的矛盾。分析與對比結(jié)果表明本文方案具有較強(qiáng)的安全性,可以抵抗共謀攻擊、消息重放攻擊、拒絕服務(wù)攻擊等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常見攻擊,同時在網(wǎng)絡(luò)連通率、存儲效率、網(wǎng)絡(luò)通信量、計(jì)算開銷等方面相對于傳統(tǒng)方案有較大優(yōu)勢,可以應(yīng)用于大型分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 密鑰管理 組合公鑰 橢圓曲線密碼體制 合謀攻擊
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN918.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢11-14
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 發(fā)展方向13-14
• 1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)14-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 本文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其密鑰管理方案16-28
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-24
• 2.1.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)18-21
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全特性21-22
• 2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用22-24
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的密鑰管理方案簡介24-27
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案分類24-26
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案性能評價(jià)指標(biāo)26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 本方案的總體設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)28-34
• 3.1 方案總體設(shè)計(jì)28-30
• 3.1.1 分簇式網(wǎng)絡(luò)模型28-29
• 3.1.2 方案假設(shè)29
• 3.1.3 方案中兩種密鑰體制29-30
• 3.2 基于橢圓曲線的組合公鑰技術(shù)30-33
• 3.2.1 有限域上的橢圓曲線30
• 3.2.2 橢圓曲線上的運(yùn)算30-31
• 3.2.3 橢圓曲線上的組合公鑰技術(shù)31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 基于組合公鑰的WSN密鑰管理方案詳細(xì)設(shè)計(jì)34-41
• 4.1 初始化參數(shù)以及符號定義34-36
• 4.1.1 符號定義34
• 4.1.2 系統(tǒng)參數(shù)初始化34-36
• 4.2 密鑰協(xié)商過程36-39
• 4.2.1 基站與簇頭節(jié)點(diǎn)的密鑰協(xié)商36-37
• 4.2.2 簇頭節(jié)點(diǎn)與簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的密鑰協(xié)商37-38
• 4.2.3 簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間的密鑰協(xié)商38-39
• 4.3 節(jié)點(diǎn)的加入和退出處理39
• 4.4 密鑰更新方案39-40
• 4.5 本章小結(jié)40-41
• 第5章 方案性能分析41-48
• 5.1 安全性41-43
• 5.1.1 節(jié)點(diǎn)偽造攻擊41-42
• 5.1.2 合謀攻擊42-43
• 5.1.3 拒絕服務(wù)攻擊43
• 5.1.4 重放攻擊43
• 5.2 性能分析43-47
• 5.2.1 連通性及通信開銷43-44
• 5.2.2 存儲性能44-46
• 5.2.3 計(jì)算開銷46-47
• 5.3 本章小結(jié)47-48
• 結(jié)論48-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單55-56
• 致謝56

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