无线传感器网络安全关键问题分析

《无线传感器网络安全关键问题分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆邮电人学硕士论文第一二章传感器网络概述及安全需求彦料’，，鼍§销嚣§二节二逶龚≥黼肿⋯点≮‘≯、X、《争二5黼图2．8基于消息和节点的伪造攻卉模型传感网络的安全问题在网络的各个层次都应该充分考虑到。其中，物理层主要考虑安全编码问题：链路层和网络层主要考虑数据帧和路由信息的加解密技术；应用层主要考虑密钥的管理与分配并为下层的加解密技术提供安全支持，因此这也是本文研究的一个重要原因。目前，针对无线传感器网络密钥管理的研究仍不十分成熟，能够满足资源限制、具有良好伸缩性和可扩展性的密钥管理协议仍是无线传感器网络安全研究的重点和难点。综上所述，新的传感器网络密钥管理协议的研究具有十分重要的理论

2、价值，本文将对传感器网络密钥管理协议进行详细分析和讨论，最后提出可以有效提高网络安全性的途径和解决方法。2．6本章小结本章主要对传感器网络做了介绍，其中包括传感器网络的体系结构、传感器的特点和协议栈，然后引出了传感器网络的几个关键技术，并对传感器网络的最新实际应用做了简单介绍。最后，提出了传感器网络中的安全问题和安全需求以及相关的应对策略。重庆邮电人学硕十论文第二章传感器网络密钥管理协议研究证节点离开网络后不能继续获得网络中的机密数据；当网络中有节点离开时就需要有新节点的加入，因此要支持网络的扩充而且能够保证网络的前向安全，即新节点不能得到其加入前网络中传输的机密数据。(6)网络扩展性。

3、在多数实际的应用中，网络中部署数目众多的传感器节点，所以密钥管理协议必须能够支持规模较大的传感器网络，这个指标直接关系到一个密钥管理协议的可用性。3．4密钥管理协议研究现状目前在传感器网络密钥管理协议方面主要有以下一些研究成果：3．4．1共享密钥预分配协议共享密钥预分配协议(跏钟耐膨)，肌如frf6甜ffDnP，D幻cDZ)是传感器网络中一种简单的密钥管理协议。通常传感器网络的节点都是随机部署的，节点相互之间的信息和网络拓扑结构在部署之前是未知的。下面是三种简单的共享密钥预分配协议：(1)在传感器网络中，一种简单的密钥分配方法是所有的节点都预先存储一个共同的密钥，然后任何节点对之间都可以

4、使用这个主密钥产生新的安全密钥对。此协议的主要问题是：假如网络中的一个节点被俘获，则整个网络的安全就会受到威胁。(2)另一种密钥分配方法是，在网络中任何两个节点之间均共享一对密钥，即每一个传感器节点都预先存储Ⅳ一1个密钥(Ⅳ是网络中的节点数目，一般非常大)。在网络中若有节点被俘获，此节点不会泄露其他正常节点间的链路密钥。此协议的主要问题是：网络的扩展性不好，在网络部署完成后无法加入新的节点。而且由于传感器节点存储空间有限，因此这种协议支持的网络规模较小。(3)还有一种密钥分配方法是，在网络中每一个传感器节点与基站共享一对密钥，即每一个传感器节点只需要存储一个密钥，而基站存储Ⅳ个密钥。此协

5、议的主要问题是，过分依赖于基站，若基站受损则整个网络的安全通信受到威胁，而且基站可能会成为网络通信的瓶颈，会限制网络的扩展性。3．4．2随机密钥预分配协议西c办P刀口“盯和G，fI弦，．在传感器网络中最先提出随机密钥预分配协议(R硎如聊脚肌如护汤“f幻nPro幻∞D【姗。该协议由以下三个阶段组成：第一个阶段：密钥预分配阶段。部署前，部署服务器首先生成一个密钥总数为尸的大密钥池及密钥18重庆邮电人学硕十论文第嚣螋蔓藿?鲥面氆确引魏醚姒戳勘越戳赫赫薹l霜张翅萎I贞式殴j堕囊镰溺猫鹱絮貉油渣撵雉姿薹萋炙琉毁翼新薹；崩掣型峦项型j蠹毪墓霾要篓，。囔’肇；羹：毫§鎏；薹ii，爨嚣萎藿薹冀j崖嚆名屡

6、嵯馐；璧：罴翻矧裂簦i蓁{羹i。与i!蚕=争；囊毒j委i露蓊莺冀；=薹羹囊羹警霎cHj蓁}薹l萋i妻璧垂=薹i7氧茎雾霎奏薹鍪雾冀羹薹墼薹羹薹蓁Ⅳ(瓜-(w(BS，CHy))。2)簇首节点CHj存储一个单向hash函数日(x)、一个对称多项式fcu-cw(CHi，y)和一个对称密钥K嬲，叫．=n(fss-c．(CH，，船))。簇首节点存储多项式fc．-c．(cHj，y)是用于计算相邻簇首节点之间的密钥。3)普通节点S存储一个单向hash函数H(x)、一个对称多项式岛一s(S，y)和一个对称密钥Kss．s=Ⅳ(As—s(S，船))。普通节点存储多项式‰一s(S，y)是用于计算与簇首节点之间

7、的密钥。4．3．2会话密钥的协商。(1)相邻簇首节点密钥的协商相邻簇首节点之间会话密钥的协商通过交换节点各自的标识来完成。假设洲，要与Ⅳ(w(cHj)节点建立会话密钥，具体的密钥协商过程如下：‘1)首先CHj和其相邻节点NcH(CHI)相互交换各自的节点标识。2)然后CHi通过预先存储的单向Ⅳ(x)函数和对称多项式岛删(c日，，力计算密锡KCH洲fH(CHj)=H(fCH．_CH(CH．／，NcH(CHj)))o3)NcH(CHj)