基于Ad Hoc网络组密钥管理的研究

论文摘要

Ad hoc网络无需任何基础设施，应用于各种各样需要紧急组网的场合。在这种特殊的环境中，它的安全性也越来越受人关注。本文着重于讨论，基于虚拟骨干网的组密钥管理方式，以及对数据加密时所需要的密钥分发问题。本文根据已有的研究成果，密钥的逻辑拓扑与网络拓扑相一致时，可以减少密钥更新时的网络开销，提出了各种符合ad hoc虚拟骨干网网络拓扑的密钥管理框架。这些密钥管理框架主要是，完全集中式，完全分布式，分布式集中式。本文比较了各种密钥管理方式的优劣，提出分布式集中式为最佳适用于ad hoc虚拟骨干网的密钥管理方式，并设计了其执行过程。本文还分析得到，分布式集中式密钥管理方法中，叶子节点平均分配给骨干节点可以最大程度上减少密钥更新数量。在此情况下，密钥更新时通信量随着骨干节点数的减少而减少。在此论点的基础上，提出了改进虚拟骨干网的形成算法思想，并进行了仿真证明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及研究意义
• 1.1.1 Ad hoc网络的概念
• 1.1.2 Ad hoc网络的典型特征及面临的问题
• 1.1.3 Ad hoc网络的应用领域
• 1.1.4 国内外研究概况和发展趋势
• 1.2 论文的主要工作和组织结构
• 第二章 基于 CDS的AD HOC网络结构
• 2.1 网络结构
• 2.1.1 平面结构与分级结构
• 2.1.2 网络分簇的意义
• 2.2 分簇网络结构的应用
• 2.3 CDS概念介绍
• 2.3.1 单位圆模型
• 2.3.2 邻居和节点 ID
• 2.3.3 DS和 CDS
• 2.3.4 CDS构建过程
• 2.4 经典 CDS算法介绍
• 2.5 本章小结
• 第三章 AD HOC网络中组密钥管理
• 3.1 传统网络的组密钥研究概况
• 3.1.1 集中式组密钥管理方案
• 3.1.2 分布式组密钥管理方案
• 3.1.3 小结
• 3.2 Ad hoc网络中的密钥协商与管理
• 3.2.1 Ad hoc网络的特殊问题
• 3.2.2 密钥协商与管理过程
• 3.2.3 小结
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于 CDS的组密钥管理框架
• 4.1 设计思想
• 4.2 方案的提出
• 4.2.1 方案分析
• 4.2.2 方案成形
• 4.3 三种密钥管理框架的性能分析比较
• 4.3.1 完全集中式
• 4.3.2 完全分布式
• 4.3.3 分布式—集中式
• 4.4 密钥更新的执行过程及通信消耗分析
• 4.4.1 初始化过程
• 4.4.2 加入过程
• 4.4.3 离开过程
• 4.4.4 移动过程
• 4.5 密钥更新最优化讨论及仿真证明
• 4.5.1 叶子节点的分布对密钥更新数目的影响
• 4.5.2 骨干节点数目对密钥更新数目的影响
• 4.6 提出基于密钥更新最优讨论的分簇算法改进思想
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录