在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)信息的重要技術(shù)手段之一,其安全問題必將直接對基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用造成影響。由于組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點具有能量與存儲空間有限、計算與通信能力較弱的特點,因此傳統(tǒng)的密鑰管理方案無法直接應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰易受攻擊、計算及能耗受限、簇密鑰管理方式不靈活等狀況,在橢圓曲線離散對數(shù)問題困難性的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種動態(tài)的分簇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰易受攻擊和因節(jié)點動態(tài)變化導致密鑰管理復雜的問題,本文方案在密鑰協(xié)商過程中簇頭節(jié)點與基站之間采用非對稱密鑰體制進行節(jié)點認證。在普通節(jié)點與簇頭之間采用基于Shamir的（t,n）門限秘密共享機制來進行簇密鑰管理,將簇密鑰分成n個子密鑰分發(fā)給各個節(jié)點,小于t個節(jié)點被俘獲不會威脅到主密鑰的安全。2.針對現(xiàn)有的隨機密鑰預分配管理方案受限于節(jié)點存儲空間的問題,本文方案基于橢圓曲線上的公鑰組合體制生成密鑰,通過信息量較少的密鑰矩陣元素的組合生成大量密鑰,每一個傳感器節(jié)點只需要存儲相關(guān)參數(shù)和密鑰矩陣,大大節(jié)省了節(jié)點內(nèi)存空間。3.在基于層簇型的密... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線傳感器節(jié)點組成示意圖

通信模塊：用來建立傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間進行通信的無模塊：是無線傳感器節(jié)點模塊中的能量來源，直接供電在采用電池供電【56】。用領(lǐng)域的實際需求，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有多種形態(tài)和組網(wǎng)方平面型結(jié)構(gòu)和層次型結(jié)構(gòu)【57】。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的受網(wǎng)絡(luò)特性的限制，所以研究一種安全高效的管理方案，得非常重要。以下將對傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和其特點進行簡型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又稱為分布式結(jié)構(gòu)，如圖 1-2 所示，每個節(jié)點都是對等實用多跳的方式將搜集到的信息進行傳輸，之后把全部的信網(wǎng)絡(luò)各層使用相同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和安全管理協(xié)議。平面比較簡單的拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)維護簡單。然而當網(wǎng)絡(luò)需要擴的成本，這就在很大程度上增加了能量消耗，從而減小了

圖 1-3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)層次式結(jié)構(gòu)示意圖【58】Fig.1-3 Schematic diagram of hierarchical structure in WSN【58】感器網(wǎng)絡(luò)安全需求網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全問題一般有三個方面：一是來自網(wǎng)絡(luò)特自外部的通信干擾；三是來自節(jié)點自身的問題，如在通信致睡眠剝奪攻擊等。這些局限性使得其容易受到各個協(xié)議而不同協(xié)議層的攻擊模式也不相同。主要有以下幾種方形式：該層的主要作用是信號調(diào)制、生成數(shù)據(jù)比率和進是進行數(shù)據(jù)采集的主要工具，也是物理層面的主要組成部型的攻擊。攻擊節(jié)點能夠在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作頻段上范圍之內(nèi)的節(jié)點無法正常地工作，當攻擊節(jié)點達到相應(yīng)數(shù)威脅，發(fā)生此類攻擊時，節(jié)點一般會跳到別的頻率通信絡(luò)采用的是無線通信的方式，攻擊者可以方便地監(jiān)控信道般先進行物理層的攻擊。對于此攻擊，傳感器節(jié)點需要更

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于無證書公鑰體制的層簇式WSN密鑰管理方案[J]. 周大偉,魏國珩,張煥國.  北京工業(yè)大學學報. 2016(05)
[2]對稱密碼體制與非對稱密碼體制比較與分析[J]. 包偉.  硅谷. 2014(10)
[3]基于身份加密的可認證密鑰協(xié)商協(xié)議[J]. 袁艷祥,游林.  信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2014(03)
[4]一種適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全認證方案[J]. 陳子平,錢松榮.  計算機工程. 2013(07)
[5]適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合式組密鑰管理方案[J]. 陳燕俐,楊庚.  通信學報. 2010(11)
[6]一種新的基于橢圓曲線密碼體制的Ad hoc組密鑰管理方案[J]. 馮濤,王毅琳,馬建峰.  電子學報. 2009(05)
[7]基于簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰預分配方案[J]. 沈金波,許力,張美平,張依惠.  武漢大學學報(理學版). 2009(01)
[8]安全高效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理協(xié)議與仿真實現(xiàn)[J]. 黃鑫陽,楊明,呂珊珊.  系統(tǒng)仿真學報. 2008(07)
[9]傳感器網(wǎng)絡(luò)中對偶密鑰的動態(tài)密鑰路徑建立機制及算法[J]. 胡宇舟,王雷,陳治平,顧學道.  通信學報. 2008(02)
[10]基于單向函數(shù)的簇狀傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理方案[J]. 李敏,殷建平,伍勇安.  計算機研究與發(fā)展. 2008(S1)

碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案的研究與實現(xiàn)[D]. 陳偉.重慶郵電大學 2016
[2]基于組合公鑰的WSN密鑰管理方案的研究[D]. 陳志福.北京理工大學 2016
[3]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的混合密鑰管理機制研究[D]. 薛兵兵.黑龍江大學 2012
[4]分簇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)密鑰管理方案的研究[D]. 胡佳.東華大學 2011
[5]基于簇結(jié)構(gòu)的WSN混合密鑰管理方案的研究[D]. 閆培玲.河南大學 2010



本文編號：2959915