一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案

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1、第36卷第6期计算机学报V01．36No．62013年6月CHINESEJOURNALoFCOMPUTERSJune2013一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案钟晓睿马春光(哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001)摘要现有的基于矩阵LU分解的传感网密钥预分配方案容易遭受Iu攻击．针对该问题，采用扰动技术干扰LU分解的结果矩阵，并结合随机共享比特串截取方法，使得共享密钥难以计算，进而提出了一种抗LU攻击的传感器网络密钥预分配方案．通过有效调节噪声因子大小、密钥组件长度、密钥组件计算轮数等参数，节点仅需预分配一定数量的密钥材料，就能以较高的安全概

2、率建立配对密钥．经过与典型方案的对比分析与讨论，结合可行性分析，证明了所提方案不仅适用于传感器网络，更能够有效抵抗窃听攻击、LU攻击和节点捕获攻击．关键词传感器网络；密钥预分配；对密钥；LU分解；扰动技术中图法分类号TP393DOI号10．3724／SP．J．1016．2013．01155KeyPre—DistributionSchemeforWirelessSensorNetworkagainstLUAttackZHONGXiao——RuiMAChun—Guang(CollegeofComputerScienceandTechnology，HarbinEng

3、ineeringUniversity，Harbin150001)AbstractExistingkeypre—distributionschemesbasedonLUdecompositionaresufferingfromLUattack．Inordertosolvethisproblem，perturbationtechnologyisaneffectivemethodtobreaktherelationshipbetweenresultmatricesofLUdecomposition，andrandomcuttingmethodofsharedbit—

4、stringisalsointroducedtoenhancethedifficultyofbreakingsharekeys．Basedonthesetwomethods，anewpair—wisekeypre—distributionschemeagainstLUattackisproposed．NodesonlyneedtOpreloadafewofkeymaterialsandcanestablishpair—wisekeyswithhighsecu——ritybychoosingproperparameters，suchasthenoisefacto

5、r，thelengthofkeycomponent，thetotalnumberofrounds．ThecontrastiveanalysisandfeasibilityanalysisshowthatourproposedschemeiSsuitableforwirelesssensornetworksandresistanttoeavesdroppingattack，LUattackandnodecaptureattack．Keywordswirelesssensornetworks；keypre—distribution；pair—wisekey；LUd

6、ecomposition；perturbationtechnology具有部署灵活、成本低廉等特性，在目标跟踪、环境引目监控等领域具有广阔的应用前景．作为信息网络的一种特殊形式，传感网不可避免地需要传递敏感信传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSN)息，而传统的公钥技术所耗费的资源又远超过普通由一组传感器节点以自组织的方式组成的多跳无传感器所能承受的范围，这使得对称密码技术成为网络．它以协作地感知、处理并传递信息为目的，实现传感网安全通信的首选，而如何为传感器节点收稿日期：2012—10—16；最终修改稿收到日期：2012—12—25．

7、本课题得到国家自然科学基金(61170241)、博士后科研人员落户黑龙江科研启动资助金项目(LBH—Q10141)、黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12513049)资助．钟晓睿，女，1987年生，博士研究生，主要研究方向为传感网安全和协议性能评测．E—mail：zhongxiaorui@hrbeu．edu．cn；zhongxiaoru．baby@163．com．马春光(通信作者)，男，1974年生，博士，教授，博士生导师，主要研究领域为密码学、信息安全、网络编码、传感网和物联网．E—mail：machunguang：@hrbeu．edu．cn．计算机学报预分

8、配密钥是基于对称密码技术进行传感网密钥