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1、上海交通大学硕士学位论文基于KIE的无线传感器网络密钥管理方案姓名：周耀伟申请学位级别：硕士专业：密码学指导教师：邱卫东20090101摘要KIE-WSN方案具有语义安全性和门限优化（N-1,N）安全性。基于KIE-WSN方案，本文构造了KIE-WSN对密钥密钥管理方案。当节点被攻陷时，其泄露的密钥信息不会对网络构成安全威胁，因此KIE-WSN对密钥管理方案具有很好的抗毁性。另外，其具有常量复杂度的存储和通信性能，优于现有的密钥管理方案。本文还构造了KIE-WSN组密钥管理方案，其主要思想是簇内成员共享一个随机ID对应的组私钥，因此可以解
2、密由组公钥加密生成的组密钥，建立安全组播通信；同时，为了增强安全性，本文组密钥管理方案支持组私钥的动态更新。分析表明，本文组密钥管理方案具有如下安全性：组秘密性、组密钥不可欺骗性以及前向和后向安全性。另外，将对密钥和组密钥管理集成在一起，解决了对密钥和组密钥的连续性问题，具有强连续性。最后，本文在SunSpotSensor上完成了KIE-WSN方案的部分仿真工作，对获得的相关性能数据进行了分析和比较。关键词：无线传感器网络，密钥管理，LU密钥管理，密钥隔离IIKEY-INSULATEDENCRYPTIONBASEDKEYMANAGEMEN
3、TSCHEMEINWIRELESSSENSORNETWORKABSTRACTWirelessSensorNetwork(WSN)isinthewideapplicationpotentialinmilitaryaffairs,environmentdetecting,homenetworkandothercommercialfields.Alongwithitswidelyusing,thesecuritybecomesmoreandmoreimportant.TheKeyManagementScheme,toprovidesafeand
4、reliablecommunicationfortheWSN,isthebasicallyandmostimportantserviceinthestudyoftheWSN.TheLUschemebasedonLUdecompositionofsymmetricmatrixisaneffectiveapproachtotheKeyManagement.Butthereexiststhepossibilitythatfailstobuildthecommoncommunicationkey.Tosolvethisproblemanddecr
5、easecommunicationtrafficpayload,weproposeanLUschemewithauthenticationmechanism.Throughoptimizingthekeyagreementprotocol,weprovethattheaveragecommunicationtrafficofourschemeisdecreasedby16.7%.Furthermore,thispaperpresentsanewkeymanagementschemebasedIIIABSTRACTontheKey-Insu
6、latedEncryption(KIE),calledtheKIE-WSNschemeincludingthepair-wisekeyandgroupkeymanagementscheme.OurstudyshowsthattheKIE-WSNhasthesemanticallysecurityand(N-1,N)safetywithoptimalthreshold.Therefore,inourpair-wisescheme,ifasensornodeiscompromised,theleakedkeyinformationwon’tb
7、ringanythreatentothesensornetwork.Atlast,theKIE-WSNpair-wisekeyschemehasaconstantcomplexityinthememoryandcommunication.Thelastcontributionofthispaperisthatweintegratethepair-wisekeyandgroupkeymanagementintotheKIE-WSNgroupscheme,whichhasarobustcontinuityforthesensornetwork
8、.Ourgroupkeyschemecanupdatethegroupkeydynamicallytoadmitorremovegroupmemberswiththeforwardandbac
