传感器网络安全协议的分析和改进new

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1、万方数据第32卷第5期2011年5月通信学报JournalonCommunications、，01．32No．5May2011传感器网络安全协议的分析和改进闫丽丽1一，彭代渊1，高悦翔1,3(1f西南交通大学信息安全与国家计算网格实验室，四川成都610031；2．成都信息工程学院网络j：程学院，四川成都610225：3．四川师范大学计算机科学学院，四川成都610068)摘要：分析A．Perrig提出的传感器网络安全协议套件的安全性，发现其中的节点密钥协商协议存在攻击，即攻击者可以冒充合法节点发送密钥协商请求。针对以上攻击，给出了一个改进协议。为了分析改进协议的安全性，对原始

2、串空间理论进行了扩展，并使用扩展后的理论从保密性和认证性两个方面分析了改进协议的安全性。分析结果显示，改进后的协议是安全的。同时，对串空间理论的扩展，为其能够分析较复杂的安全协议打下了基础。关键词：无线传感器网络；安全协议；形式化分析；串空间中图分类号：TN918．1文献标识码：B文章编号：1000-436X(2011)05．0139．07^l‘1o‘●●■●■’AnalysisannimprovementOtsensOrnetworKsSeCUrltVprotocolYANLi—liL2，PENGDai—yuanl，GAOYue—xiangl'3(1．Informatio

3、nSecurityandNationalComputingGridI棚)0船toq，SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031．China；2．DepartmentofNetworkEngineering，ChengduUniversityofInformationTechnology,Chengdu610225，China；3．DepartmentofComputerScience，SichuanNormalUniversity,Chengdu610068，China)Abstract：Asuitofsecurityprotocol

4、sforsensornetworkswaspresentedbyA．Perrig．ThesecurityoftheprotocolsWasanalyzed，andthenoneattackhadbeenfoundinthetwo—partykeyagreementprotocolthatafalserequestmessagefromanintruder．Inthatcase，theintruderimpersonatesthenodeandcreatesfalserequests．AnimprovedprotocoltothisattackWasproposed．Thes

5、ecurityofimprovedprotocolWasanalyzedbytheextendedstrandspaces，wheretwomainsecurityproperties，authenticityandconfidentiality,werechecked．Andtheanalysisprovesthecorrectnessoftheprotoc01．Theextendedstrandspacesalsogivesapracticalbaseforfurtherapplicationofstrandspacesinanalyzingcomplicatedpro

6、-tocols．Keywords：wirelesssensornetworks；securityprotocols；formalanalysis；strandspaces1引言无线传感器网络综合了微电子技术、嵌入式计算技术，现代网络及无线通信等先进技术，被广泛应用于国防、公共安全、环境检测和医疗护理等领域。随着无线传感器网络的飞速发展，其安全问题受到了国内外研究人员的广泛关注。由于传感器网络具有有限的处理能力、存储能力、带宽和电源能量等特点，使得传统的安全协议不适用于传感器网络，研究人员纷纷提出了新的适用于无线传感器网络的安全协议，如：TinySec、LEAP和SPINS等

7、。但这些所谓的安全协议先后被发现存在着多种安全漏洞，如：文献【1】对TlnySec和LEAP两种协议进行了分析，发现了中间人和类型缺陷两种攻击。收稿日期：2010．07．12；修回日期：2010-12．12基金项目：四川省教育厅青年基金资助项目(08zb025)FoundationItem：YouthProgramofSichuanEducationDepartment(08zb025)万方数据通信学报第32卷文献【2】对A．Perrig提出的传感器网络加密协议(SNEP)的安全性进行了分析，发现了基站与节点间的通