无线传感器网络密钥管理技术研究

论文摘要

无线传感器网络作为一种新兴的无线网络,具有广泛的应用前景,但是在很多应用下都需要有极高的安全保证,比如在军事领域。密钥管理对无线网络的安全起着基础性的作用。由于无线传感器网络规模大、节点资源非常受限、分布式等特点,传统的基于公钥和可信任的密钥分配中心等方式不能适用于它。无线传感器网络密钥管理技术研究意义重大。本文着重研究无线传感器网络的密钥管理技术。改进了基于矩阵的无线传感器网络密钥分配方案,改进后的方案在保证相同的安全性下,计算复杂度明显下降,通信负荷和存储负荷几乎不变,但是它支持的网络规模有限。给出了一种基于比特串计算的的无线传感器网络密钥协商方法,该方法安全性高,抗捕获性好,但是它的存储负荷和通信负荷有点高,需要进一步改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线传感器网络发展
• 1.2 无线传感器网络的应用前景
• 1.3 无线传感器安全研究意义
• 1.4 无线传感器网络安全研究现状
• 1.5 章节安排
• 第二章 无线传感器网络
• 2.1 无线传感器网络的网络体系结构和节点构成
• 2.2 无线传感器网络协议栈
• 2.3 无线传感器网络的特点
• 2.4 无线传感器网络的安全威胁
• 2.5 无线传感器的安全需求和体系结构
• 2.6 无线传感器网的安全协议
• 2.6.1 SNEP 协议
• 2.6.2 μTESLA 协议
• 第三章 WSN的密钥管理技术
• 3.1 WSN 密钥管理的安全和性能评价
• 3.2 随机性密钥管理方案
• 3.2.1 随机密钥管理方案
• 3.2.2 随机密钥对管理方案
• 3.3 确定性密钥管理方案
• 3.3.1 基于多项式的密钥预分配方案
• 3.3.2 基于矩阵的密钥预分配方案
• 3.4 混合性密钥管理方案
• 3.4.1 基于多项式池密钥方案
• 3.4.2 基于网格的密钥方案
• 3.4.3 多密钥空间随机密钥方案
• 3.5 其他的密钥管理方案
• 3.5.1 公钥密码在 WSN 密钥管理中的应用
• 3.5.2 基于地理信息的随机密钥预分配方案
• 3.5.3 秘密分享的 WSN 密钥管理中的构造
• 3.5.4 组合设计在 WSN 密钥管理中应用
• 第四章 WSN密钥管理技术分析
• 4.1 随机性密钥分配方案的分析
• 4.1.1 随机密钥和随机密钥对方案的比较
• 4.1.2 密钥连接性分析
• 4.1.3 密钥环的设计
• 4.1.4 随机密钥方案的安全分析
• 4.2 确定性密钥管理分析
• 4.3 混合性密钥管理方案分析
• 4.3.1 基于多项式池密钥方案的分析
• 4.3.2 多密钥空间密钥方案分析
• 第五章 我们的工作:比特计算的密钥协商方法
• 5.1 改进的基于矩阵的密钥方案
• 5.1.1 改进的方案
• 5.1.2 两种方案的分析
• 5.2 基于比特串比较的密钥协商方法
• 5.2.1 算法背景
• 5.2.2 密钥协商过程
• 5.2.3 算法的安全性
• 5.2.4 负荷分析
• 5.3 方案比较
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果