下载文档原格式
无线传感器网络基于组合密钥的密钥管理方案张启坤;甘勇;薛枫【期刊名称】《信息工程大学学报》【年(卷),期】2014(015)005【摘要】无线传感器网络具有拓扑易变化、节点能源受限、网络易受攻击等特性,这些特性决定了无线传感器网络需要特殊的安全保障机制,尤其要解决其涉及到的机密性、完整性、端点认证及在有限的空间存储大量的密钥等问题.当前的研究工作不能有效地解决无限传感器节点容量受限与节点需要大量存储共享密钥之间的矛盾,导致大量传感器节点因与相邻节点没有共享密钥而无法安全交换信息.针对这一问题提出一种基于组合密钥(combined key,CK)的密钥管理技术.该方案采用种子密钥映射技术,以较少密钥因子组合大量相异的密钥,解决传感器节点密钥存储空间受限问题,保障任何相邻节点之间都能共享密钥.并能实现可认证的密钥共享机制,弥补了传感器网络没有认证中心的缺陷.经分析,该方案在安全性、存储性和节能方面有较好的优势.【总页数】8页(P531-538)【作者】张启坤;甘勇;薛枫【作者单位】郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,河南郑州450002;郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,河南郑州450002;郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】TN918.4【相关文献】1.基于密钥联系表的无线传感器网络密钥管理方案 [J], 黄海平;王汝传;孙力娟;陈志2.基于组合设计和身份加密的分簇无线传感器网络密钥管理方案 [J], 张敏情;付文华;吴旭光3.基于多密钥空间的无线传感器网络密钥管理方案 [J], 谢松;郭忠文;曲海鹏;吕广鹏4.无线传感器网络中基于序列的密钥管理方案 [J], 徐震;刘人桥5.基于对称多项式的无线传感器网络密钥管理方案 [J], 范志英;王传有;古稀林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
无线传感器网络中基于序列的密钥管理方案徐震;刘人桥【摘要】针对目前的密钥管理方案过于强调安全性而忽视能耗方面的问题,提出了一种基于序列的轻量级动态密钥管理(SLDKM)方案.SLDKM方案将每个传感节点预存的递推公式和动态变化的初值结合起来构建一组序列密钥,用于和邻居节点建立安全通信.仿真结果表明:所提出的SLDKM方案在降低了网络通信开销的同时,可以有效地提高网络的安全连通率,并增强节点的抗捕获能力.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】5页(P36-40)【关键词】无线传感器网络;密钥管理;密钥更新;序列【作者】徐震;刘人桥【作者单位】武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北武汉 430023;武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北武汉 430023【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言无线传感器网络(wireless sensor networks，WSN)由部署在监测区域内集成了信息感知、数据处理和无线通信等功能的大量微型传感器节点组成。
节点之间通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络，协作地实时监测数据，感知和采集分布区域内的各种环境或监测对象的信息，传送到需要这些信息的用户。
无线传感器网络不需要固定基础网络设施，通常部署在人们难以接近或需要长期驻守的恶劣环境中，如环境气候变化监测、城市交通监控、医疗监控、工厂自动化监测以及目标跟踪等［1－5］。
无线信道的广播特性使得传感器节点容易遭受捕获和冒充等恶意攻击。
为防止网络遭受攻击，确保信息能够安全可靠地在传感器节点之间进行传输，许多学者提出了基于密钥管理的解决方案。
文献［6］提出了一种基于随机概率的密钥预分配方案(E-G方案)，但该方案安全性较低，一旦有节点被捕获，会造成很多密钥被泄露。
文献［7］对E-G方案进行了改进，提出了q-composite预分配方案，但该方案也存在密钥的使用效率低和适应网络的动态性能较差等问题。
deek 用法-回复Deek是什么？Deek（又称D-KWS, D-KWSN）是一种基于分布式密钥表的无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）模型。
WSN是由大量小型无线传感器节点组成的网络，用于收集和传递环境数据。
Deek模型用于解决WSN中密钥管理的问题，以确保通信过程中的安全性。
为什么需要Deek？WSN在农业、环境监测、智能家居等领域有着广泛的应用，然而，由于其节点分散且资源有限的特点，传统的密钥管理方法并不适用于WSN。
传统方法需要对每个节点都分配密钥，这会导致密钥管理的复杂性增加，对网络性能和安全性产生负面影响。
因此，需要一种高效、可靠且安全的密钥管理方法，Deek就应运而生。
Deek的基本原理是什么？Deek使用了一种分布式密钥表的方法来管理密钥。
在Deek中，网络被划分为多个区域，每个节点只负责自己所在区域的密钥管理。
每个节点都有一个密钥表，其中包含了与其相邻区域节点交换的密钥信息。
当两个节点需要进行通信时，它们会通过交换密钥表来获取对方的密钥信息，然后使用这些密钥进行通信。
Deek如何保证网络的安全性？Deek通过以下方式保证网络的安全性：1. 区域划分：Deek将网络分为多个区域，并给每个区域分配一个唯一的标识符。
这样做可以有效地减少密钥表的规模，简化密钥管理过程。
2. 密钥交换：当两个区域的节点需要进行通信时，它们只需交换各自的密钥表，而不需要将所有节点的密钥信息传输给对方。
这种方式可以减少通信过程中的风险，并降低密钥信息泄露的可能性。
3. 密钥更新：Deek会定期更新密钥表中的密钥信息，以防止密钥被破解。
密钥更新的频率可以根据网络的需求进行设置，以平衡安全性和性能的要求。
Deek相比其他密钥管理方法有何优势？相比其他密钥管理方法，Deek具有以下优势：1. 简化密钥管理过程：Deek将网络划分为多个区域，每个节点只负责自己区域内的密钥管理，使得密钥管理的复杂性大大减少。
无线传感器网络安全技术的研究进展无线传感器网络是指由大量分布在某一区域内的独立节点组成的网络，其节点间通过无线通信进行信息交互。
这种网络技术被广泛应用于环境监测、智能家居、智慧城市等方面。
但是，由于网络节点数量众多，节点部署较为分散，同时节点设备具有较低的计算能力和能源限制，导致无线传感器网络面临着许多安全挑战，例如信息泄露、节点伪造和网络攻击等。
因此，对于无线传感器网络的安全问题进行研究和解决，对于网络的可靠性和稳定性具有重要意义。
目前，针对无线传感器网络安全问题的研究主要集中在以下几个方面：一、加密技术加密技术是保护无线传感器网络的基本手段之一。
基于对称密钥的加密算法，如AES算法和DES算法，仍是当前无线传感器网络中常用的加密技术。
同时，基于非对称密钥的加密算法，如RSA算法和Elgamal算法，也在无线传感器网络中得到广泛应用。
不过，由于无线传感器网络节点计算能力和能源限制的特殊性，传统的加密算法需要较高的处理能力和较大的存储空间，同时需要较多的通信开销，因此需要对其做出优化和改进。
二、密钥管理密钥管理是无线传感器网络中的一个关键问题，是保证网络安全的重要手段。
传感器网络中的节点数量通常很大，因此需要一种可扩展的密钥管理方式，以保证网络的安全性和效率。
当前，无线传感器网络中常用的密钥管理方式包括基于分层结构的密钥管理方案、基于主密钥加密的密钥管理方案和基于节点协商的密钥管理方案等。
同时，一些新型的密钥管理策略如“节点级联”、“密钥种植”、“区域密钥管理”等也被提出，以提高密钥管理的效率和安全性。
三、攻击检测与预防为了保护无线传感器网络免受各种形式的攻击，需要建立有效的攻击检测和预防机制。
在无线传感器网络中，由于传播距离短、数据量小的特点，传统的网络安全机制难以应用到无线传感器网络中。
目前，研究人员提出了许多针对无线传感器网络的攻击检测和预防技术，如基于统计和机器学习的检测算法、基于信任的攻击预防算法和基于协同的安全管理算法等。
无线传感器网络密钥管理
无线传感器网络密钥管理
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）由
大量的自主感知节点组成，这些节点通过无线通信协作来实现各种任务，例如环境监测、目标追踪等。
密钥管理在无线传感器网络的安全性和可靠性方面起着关键作用。
本文将探讨无线传感器网络密钥管理的相关概念、挑战和解决方案。
一、无线传感器网络密钥管理的概念
密钥管理是指在无线传感器网络中生成、分发、更新和存储密钥的一系列操作。
密钥在网络中用于身份验证、加密和解密通信数据，确保传感器节点之间的安全通信。
密钥管理的目标是实现网络的安全性、可靠性和高效性。
二、无线传感器网络密钥管理的挑战
无线传感器网络密钥管理面临多项挑战。
首先，无线传感器网络中的节点资源有限，包括计算能力、存储容量和能量供应。
密钥管理方案需要设计考虑到节点资源的限制，以确保高效的操作并减少能量消耗。
其次，无线传感器网络常常面临攻击和威胁，例如节点伪装、中间人攻击等。
密钥管理方案需要具备对抗各种攻击的能力，确保网络中传输的密钥的机密性和完整性。
此外，无线传感器网络通常是分布式、动态和自组织的，节点的加入和离开频繁，网络拓扑结构不断变化，对密钥管理的实时性和灵活性提出了要求。
三、无线传感器网络密钥管理的解决方案
针对无线传感器网络密钥管理的挑战，提出了一系列解决方案。
其中之一是基于对称密钥的密钥管理方案。
该方案中，网络中的每个节点共享一个对称密钥，用于加密和解密通信数据。
由
于对称密钥管理相对简单快捷，适用于节点资源有限的场景。
然而，对称密钥管理要解决的问题是如何安全地分发对称密钥和更新密钥，以及如何对抗密钥泄露和损坏的威胁。
另一个解决方案是基于非对称密钥的密钥管理方案。
该方案中，网络中的每个节点拥有自己的公钥和私钥，通过公钥实现加密，私钥实现解密。
非对称密钥管理方案相对复杂，但能够提供更高的安全性。
然而，非对称密钥管理需要解决的问题是如何确保公钥的可信性和私钥的保密性，以及如何对抗密钥泄露和私钥损坏的威胁。
此外，还有一种解决方案是基于密钥预分配的密钥管理方案。
在网络部署之前，预先生成一组密钥，存储在传感器节点中。
节点之间的通信使用这组密钥进行身份验证和保密。
密钥预分配方案适用于网络拓扑结构变化不频繁的情况，但需要解决的问题是如何在节点加入和离开时进行重新配置和更新密钥。
综上所述，无线传感器网络密钥管理是保证网络安全性和可靠性的重要技术。
通过设计适应节点资源限制、对抗各种攻击和适应动态网络环境的密钥管理方案，可以有效解决无线传感器网络密钥管理的挑战，提升网络的安全性和可靠性。
未来，可以进一步探索更加高效、安全和灵活的密钥管理方案，以应对不断发展的无线传感器网络的需求
综上所述，无线传感器网络密钥管理是确保网络安全性和可靠性的关键技术。
对称密钥管理、非对称密钥管理和密钥预分配方案是解决密钥管理问题的三种主要方法。
对称密钥管理方案需要解决密钥分发和更新、以及密钥泄露和损坏的问题；非对称密钥管理方案需要解决公钥的可信性和私钥的保密性，以及密钥泄露和私钥损坏的问题；密钥预分配方案适用于网络
拓扑结构变化不频繁的情况，但需要解决节点加入和离开时的重新配置和密钥更新问题。
未来，需要进一步研究高效、安全和灵活的密钥管理方案，以满足不断发展的无线传感器网络的需求。
