基于RNG与CBC的异构传感器网络密钥管理方案

一种传感器网络组密钥管理方案
巩思亮;杨明
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2014(0)12
【摘要】组密钥管理是传感器网络安全研究中的重点之一。

针对现有组密钥管理机制难以在资源受限的传感器节点上实现的问题,给出了一种改进哈希链算法,并基于改进哈希链算法提出了一种新的传感器网络组密钥管理方案IHash-key。

IHash-key将组密钥信息隐藏在改进哈希链中,通过网络管理中心(KMC)周期广播哈希链信息,节点根据收到的信息计算和更新组密钥,可以简单、安全地实现组密钥管理。

介绍了IHash-key的初始化、组密钥更新和节点恢复及新节点入网等关键步骤。

通过对方案的前向安全性、后向安全性、通信开销、计算开销、存储开销等指标和抗捕获能力的分析结果表明,IHash-key具有管理简单、节点开销小、安全性高等特点。

【总页数】6页(P23-27)
【关键词】传感器网络;安全;组密钥管理;哈希链
【作者】巩思亮;杨明
【作者单位】公安部第三研究所物联网技术研发中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH
【相关文献】
1.基于簇协作的无线传感器网络组密钥管理方案 [J], 吴尊雷;游林
2.传感器网络中一种分布式组密钥管理方案 [J], 赵治平;代亮
3.一种无线传感器网络的组密钥管理方案研究 [J], 章志明;邓建刚;彭雅丽;余敏
4.传感器网络中一种基于分布式更新权限的组密钥管理方案 [J], 曾玮妮;林亚平;胡玉鹏;易叶青;李小龙
5.传感器网络中一种分布式组密钥管理方案 [J], 赵治平;代亮
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异构无线传感器网络密钥管理方案的研究的开题报告
一、研究背景
随着物联网的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）作为其重要组成部分，被广泛应用于智能家居、智能交通、环境监测等领域。

在WSNs中，密钥管理问题是保障数据传输安全的重要环节。

传统的密钥管理方案适用于同构的传
感器节点，但针对异构的传感器节点的密钥管理问题还需要进一步研究。

二、研究目的
本研究旨在针对异构无线传感器网络提出一种有效的密钥管理方案，解决传统同构密钥管理方案在异构情景下的不适用问题。

同时，通过实验和模拟验证，对提出的
方案进行性能评估，验证其可行性和实用性。

三、研究内容
（1）研究异构无线传感器网络中的密钥管理问题，分析传统同构密钥管理方案
的不足之处。

（2）提出一种针对异构无线传感器网络的密钥管理方案，包括密钥生成、密钥
分配、密钥更新和密钥撤销等方面的内容，并对其进行形式化描述。

（3）基于模拟和实验，对提出的方案的可行性和实用性进行评估，包括正确性、安全性、效率和可扩展性等方面的衡量。

四、研究方法
本研究采用文献研究法和实验研究法相结合的方法，通过对现有文献的梳理和分析，了解异构无线传感器网络的密钥管理需求，并提出相应的方案。

同时，通过实验
和模拟验证，对提出的方案进行性能评估。

五、预期成果
预期本研究能够针对异构无线传感器网络提出一种可行的密钥管理方案，并在模拟和实验中对其进行评估，得出有效性和可实用性的结论。

同时，本研究的成果可以
为异构无线传感器网络的应用和发展提供一定的参考和指导。

异构传感器网络中对密钥建立方案周波清;李乔良;李素君【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)023【摘要】Aiming at the security deficiency of the pre-distribution scheme for Heterogeneous Sensor Network(HSN), a security pairwise key establishment scheme based on key chain and deployment knowledge is proposed for HSN. The deployment area is divided into multiple cells, the HSN is divided into multiple clusters. Two nodes whose deployment cells are adjacent can establish a common key by using pre-distribution keys. After deployment, if two neighboring nodes can not establish a common key, the common key must be distributed by other high energy node. Theory analysis and simulation results show that the scheme makes much more improvement than the classical scheme for HSN on the memory overhead, the local connectivity rate, the resilience against node capture.%针对现有异构传感器网络(HSN)密钥预分配方案的安全问题,提出一种基于部署知识和密钥链技术的对密钥建立方案.将部署区域划分成多个单元,整个HSN网络划分成簇.在部署区域中,相邻节点使用预分配密钥信息建立共享密钥.在节点部署完成后,当两相邻节点不能建立共享密钥时,通过其他高能节点为其分配共享密钥.理论分析和模拟结果表明,该方案的存储开销和计算开销小,局部连通率高,对抗节点俘获的弹性性能和安全性能好.【总页数】3页(P1-3)【作者】周波清;李乔良;李素君【作者单位】湖南大学信息科学与工程学院,长沙410082;湖南师范大学数学与计算机科学学院,长沙410081;湖南人文科技学院计算机系,湖南娄底417000【正文语种】中文【中图分类】TP306【相关文献】1.分簇无线传感器网络中基于横截设计的对密钥建立方案 [J], 许力;章红艳;沈金波2.无线传感器网络中基于超立方体的对密钥建立方案研究 [J], 章红艳;许力;林丽美3.传感器网络基于动态密钥池的密钥建立方案 [J], 赵巾帼;周波清;朱凌志;李素君4.分簇传感器网络中基于横截设计的对密钥建立方案 [J], 章红艳5.传感器网络高效密钥建立方案 [J], 李素君;周波清;羊四清因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

收稿日期:2009-08-11;修回日期:2009-09-22 基金项目:国家/8630计划资助项目作者简介:胡运松(1982-),男,博士研究生,主要研究方向为传感器网络(pu rai n@ );单洪(1965-),男,教授,博导,主要研究方向为网络安全等.基于RNG 与CBC 的异构传感器网络密钥管理方案*胡运松,单 洪(电子工程学院,合肥230037)摘 要:为解决异构无线传感器网络密钥管理方案所需负载较大和大规模节点被俘获后的安全隐患问题,提出了一种新的密钥管理方案,采用随机数生成和分组链接技术建立会话密钥,通过在不同簇内广播不同的阶段标志来增加网络的安全性。

理论分析和仿真实验表明,该方案能够利用较低的存储负载获得较高的密钥连通性,同时能够解决大规模节点被俘获而带来的安全问题。

关键词:异构传感器网络;随机数生成;分组链接;阶段标志;密钥链中图分类号:TP30917 文献标志码:A 文章编号:1001-3695(2010)05-1892-04do:i 10.3969/.j i ssn .1001O 3695.2010.05.082K ey m anage m ent sche m e for heterogeneous w ire l ess sensor net w orkbased on RNG and CBCHU Yun O song ,S HAN H ong(E lectron ic E ng ineeri ng In stit u t e ,H e fei 230037,Ch i na )Abstract :For sol vi ng the i ssues of great st orage payl oad and security trouble afterm ass nodes been compro m i sed i n heteroge -neous w i rel ess sensor net work ,t h is paper proposed a new keym anage m ent scheme .The scheme took random number genera -ti on and ci pher block chai n i ng to bu ild a sessi on key .M eanwh ile ,added diff erent phase si gns i n d ifferen t cl usters to i ncreasesecurit y perfor mance for thewhole net work .Theoreti c st udies and sm i u lati on experm i ents sho w that the scheme needs less st or -age payl oad to getm ore key connectivit y and has t he ab ility to sol ve t he security prob le m afterm ass nodes been co mpro m ised .Key words :heterogeneous w ireless sensor net work ;rando m nu m ber generati on ;ci pher block chaini ng ;phase si gn ;key chai n0 引言无线传感器网络(W SN )由部署在监测区域内的大量传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者[1]。

无线传感器网络密钥管理的方案和协议摘要：现阶段，随着无线网络技术的发展，无线传感器网络技术被广泛应用在了各个行业中，对人们的生活产生了非常重要的影响。

对于有的领域来说，人们进去实际的勘察是不能实现的，为此，无线传感器网络被应用在了这些领域中，它能够应对一些复杂的环境。

但是，由于无线传感器网络存在一定的不安全问题，容易遭到一些外来的攻击，会把一些机密信息泄漏，因此，必须要设计无线传感器网络密钥管理的方案和协议来保证去安全性。

本文就此进行探讨，在介绍其方案的基础上，介绍了两种基本协议，以供参考。

关键词：无线传感器；网络密钥管理；方案；协议近年来，随着无线通信技术和传感器技术的发展，我国的无线传感器网络获得发展。

利用无线传感器网络能够及时的检测和采集相关地区的环境信息，监测相关的对象，并将采集的数据进行处理传给相关用户。

为此，无线传感器网络被广泛应用在了一些军事、环境检测、空间探测等领域，以帮助相关人员搜集需要的信息和数据。

一、无线传感器网络密钥管理的方案1.1 E-G 随机密钥管理的分配方案随机密钥预分配方案是由 Eschenauer 和 Gligor 最先提出的，该方案被称为E-G 方案。

在该方案中，利用无线传感器网络，会形成一个较大的的密钥池，在通信过程中，每一个传感器节点都会从密钥中选取任意的一部分作为自己的密钥环。

如果两个传感器节点之间拥有一个相同的密钥，它们就可以直接进行安全通信。

但是，在实际的密钥方案中，会设置传感器节点之间至少拥有一个相同密钥会存在一个概率值，下面是具体的密钥分发、更新和撤销过程。

G方案通过共享密钥发现协议来实现密钥的分发、更新和撤销。

首先，在密钥的分配阶段，相关人员在部署之前，会让服务器生成一个较大密钥池（密钥总数为 S）和密钥标识符，每一个传感器可以从重选取任意个不同的密钥，标记为 k （k<=S）。

其次，在选完密钥，并部署节点以后，会建立共享密钥。

如果两个相邻节点存在一个共享密钥，那么它们就可以随机选取其中的一个作为它们的配对密钥。