一种新的adhoc网络会话密钥建立方案

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1、文章编号：1009－8119（2005）07－0046－03一种新的adhoc网络会话密钥建立方案姚静(北京理工大学电子工程系,北京100081)摘要针对adhoc网络密钥管理中存在的实际问题，提出一种适合于adhoc网络安全的会话密钥建立方案。当网络初始化完成后，adhoc网络内的各节点不需要可信第三方的参与，可安全的完成相互认证并同时产生共享会话密钥。关键词adhoc网络,安全,认证,会话密钥建立AnovelsessionkeyestablishmentschemeforadhocnetworksYaoJing

2、(Dept.ofElectronicEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)AbstractTotheactualsecurityquestionintheadhocnetwork’skeymanagement,asecureauthenticatedkeyestablishmentschemeisproposedinthispaper.Afterthesecurenetworksystemissetup,communicatingparties

3、achievemutualauthenticationandsessionkeyestablishmentwithoutthetrustedthirdparty.KeywordsAdhocnetwork,security,authentication,sessionkeyestablishment1引言Adhoc网络是一种新型的无线自组织网络，它能够在事先没有建立网络基础设施的环境下，由无线终端(如笔记本电脑、移动电话或PDA等)临时组成。由于其支持节点间的多跳通信，并且采用无中心的分布式控制方式，因此在adhoc

4、网络上如何成功建立会话密钥成为一个亟待解决的问题。目前提出的一些关于adhoc网络密钥管理方案中，最具代表的是文献[1]和文献[2]提出的基于阈值CA的密钥管理策略，这个安全策略将对一个可信实体（CA）的信任分散到对若干个节点的共同信任，并采用门限密码方案[3]通过秘密共享解决了信任分散的问题。文献[1]和文献[2]所提方案的区别就在于所采用的公钥密码体制不同。这两个方案都需要信任组中的节点存储其他网络节点的公钥证书，并且存在有余力的节点提供这项服务，对于各种资源极其有限的adhoc网络节点来说，在有些情况下甚至是

5、不可能做到的。文献[4]则提出完全分布式认证方案，虽然能够提供良好的强壮性和可用性，但要求每个节点都要存在k个邻节点，并能够检测一跳节点的行为，在实际过程中这种条件过于苛刻，不容易满足。并且以上几种方案都要求整个网络同步。2Adhoc所面临的安全问题由于adhoc网络自身的特点使得它面临如下安全性问题：(1)必须实现双向的身份认证。由于移动adhoc网络是没有中心机构的特殊网络，与传统的移动通信系统相比有很大不同，网络中每个节点地位相等，因此需要认证彼此双方的身份。节点之间必须验证彼此身份的有效性之后才能协商会话密

6、钥，这是安全通信最基本的安全需求。(2)通信双方共同控制会话密钥的协商。节点之间通过协商确定会话密钥，不能单独由一方确定，防止由于通信一方指定会话密钥产生的安全隐患。(3)会话密钥采用一次一密的原则。由于adhoc网络节点本身的物理安全性无法保证，使用同样会话密钥进行多次通信，将会造成安全隐患。节点每次协商密钥时使用的随机数不同，以保证每次得到的会话密钥不同，防止由于旧的会话密钥泄露引发的重放攻击。(4)由于adhoc网络节点的移动性，移动节点经常不在目的节点的通信范围内，因此需要通过多个中间节点的转发，恶意的中间

7、节点可以很轻易地篡改信息，故必须警防中间人攻击。3一种新的adhoc网络会话密钥建立方案通过对adhoc网络特点及安全性分析，本文基于Shieh[5]提出的基于ID的身份认证和密钥分配协议，又鉴于Yen[6]所指出该协议存在的漏洞，提出一个安全的、适合adhoc网络的、基于身份ID会话密钥建立方案。用户可以选择他们的名字和网络地址，或者是名字、社会保障号、地址、办公室号以及电话号码的一个组合作为他们的ID，这样就可使用户具有一个独一无二的身份标识。3.1网络初始化网络初始化由离线状态下密钥生成中心来完成，它唯一的任

8、务就是在新节点申请加入时，发给它们各自所需的智能卡。这个智能卡中包含一个微处理器、I/O端口、RAM、存有私钥的ROM以及运行协议所需要的一些程序。具体过程如下：1）密钥生成中心选择两个大素数p和q，使得2）通过下式产生仅有KDC（keydistributingcenter密钥生成中心）所知的秘密信息（1）3）找到一个整数g使它既是GF(p)也是GF(q)的