基于椭圆曲线密码系统的分簇WSNs节点身份认证机制.pdf

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1、58传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第l2期基于椭圆曲线密码系统的分簇WSNs节点身份认证机制巩思亮，邢涛。，梁庆伟，王营冠(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室。上海200050；2．中国科学院研究生院，北京100049：3．无锡物联网产业研究院，江苏无锡214135)摘要：身份认证技术是保证无线传感器网络(WSNs)安全的重要技术之一。基于椭圆曲线密码系统(ECC)提出了一种用于分簇WSNs的节点身份认证机制，该机制采用分级的思想将基于非对称密码的复杂运算置于簇头和网络管理者等计

2、算能力强的节点上执行，而计算能力差的普通传感器节点仅承担基于对称密码的简单运算，有效克服了传统的基于非对称密码认证方案计算量大、基于对称密码认证方案安全性差的缺陷。分析表明：与传统的认证策略相比，该方案同时在安全性和效率上具有明显优势。关键词：分簇无线传感器网络；安全；认证；椭圆曲线密码系统中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12-0058-04Nodeidentityauthenticati0nschemeforclusteredWSNSbased0nECCGONGSi—liang’，XINGTao’。，LIANGQing—wei’，WANGYi

3、ng—guan(1．KeyLaboratoryofWirelessSensorNetworksandCommunications，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghm200050，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；3．WuxiSensingNetIndustrializationResearchInstitute。Wuxi214135，Chi

4、na)Abstract：IdentityauthenticationiScriticaltothesecurityofwirelesssensornetworks(WSNs)．AnidentityauthenticationschemeforclusteredWSNsbasedonellipticcurvecryptosystem(ECC)isproposed．Theschemepresentsastratifiedstrategythatthenodeswithstrongcomputingabilityareresponsibleforthepublickeybasedcomplex

5、calculations，andthenodeswithweakcomputingabilityareresponsibleforthesymmetrickeybasedsimplecalculations．Theanalysisshowsthat，comparedwithtraditionalauthenticationschemes，theproposedschemehassuperiorityinbothsecurityandeficiency．Keywords：clusteredWSNs；security；authentication；ellipticcurvecryptosys

6、tem(ECC)0引言是身份认证。与传统网络不同，无线传感器网络(WSNs)的开放性目前，针对WSNs认证的研究主要集中于基于非对称自组织特征使得WSNs物理层到应用层都面临着来自网络密码体制的认证和基于对称密码体制的认证2种方案。其外部和内部的潜在安全威胁和攻击。因此，出现了一系列中，基于非对称密码体制的认证方案大都是对现有Internet针对WSNs安全的研究，如，针对WSNs的安全威胁与攻认证机制的成果进行改进和改造，使其适用于WSNs，其击、信任机制、密码管理、节点身份认证，和安全中，比较典型的是2004年提出的TinyPK方案J。TinyPK路由机制等研究。采用了低指数级RSA

7、算法，较传统的RSA算法运算量小。认证是网络安全中的重要组成部分，是在网络中确认但是TinyPK方案只实现了单向认证，不能解决网络中的认用户身份和消息来源的重要手段。认证分为身份认证和消证方可能为非法的问题，并且在实际网络中被认证实体有息认证。在WSNs中，由于网络的开放性特征，需要为所有可能是需要入网的节点，用来执行大运算量的操作并不合需要加入网络的合法传感器节点提供安全准入机制，也就理。BenensonZ等人在TinyPK方案的