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《浙江大学》 2008年
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无线传感器网络安全研究

贾晨军  
【摘要】: 无线传感器网络作为普适计算的关键技术,其节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限,所以通常被认为不适合使用公钥加密技术。但是随着无线传感器网络应用的进一步发展,新的安全需求不断被提出,使用对称加密技术,并不能有效的解决所有问题。基于身份的公钥密码体制的提出,为解决无线传感器网络中的安全问题提供了新的思路。 本文通过对基于身份的密码体制的理论研究,提出了针对无线传感器网络的安全解决方案。分析了无线传感器网络中存在的安全威胁,总结了无线传感器网络中的安全需求和特殊要求,并在此基础上提出了高效,安全的数据加密,数字签名和广播加密方案。 本文在对无线传感器网络安全的研究中,主要做了如下一些工作: (1)在分析了现有的无线传感器网络中的安全问题,总结了无线传感器节点与网络的特点,并结合现有的基于身份的数据加密理论成果的基础上,建立了无线传感器网络中数据加密的新的安全模型,设计并实现了在判定q-ABDHE难题成立的前提下,安全性可证明的基于身份的加密方案(WSNIBE方案)。与公认的高效的基于身份的加密方案(Waters方案)相比,在计算速度与存储需求方面,WSNIBE方案效率更高,更适合在无线传感器网络中使用。 (2)在分析了现有的基于身份的数字签名方案的基础上,结合无线传感器网络节点的特性与无线传感器网络的特点,设计了基于身份的数字签名方案(WSNIBS方案)。在q-BSDH假设下给出了方案的安全性证明。 (3)通过对ElGamal体制的回顾和总结,结合无线传感器网络的特殊安全需求。设计了基于ElGamal体制的数据加密、数字签名方案(WEE,WES)。与传统的基于身份的密码体制相比,由于不使用双线性对技术,所以大大减化了算法的复杂性,减少了对系统运算能力的需求。因而更加适于在无线传感器网络中的应用与推广。 (4)在椭圆曲线上完成了上述方案的设计和代码实现,并且通过与现有系统的比较,完成了进一步的性能分析。 (5)对广播加密技术进行研究,在BGW方案的基础上,提出了可以在无线传感器网络中使用的,能够抵抗共谋攻击的,短密钥,短密文的广播加密方案。并给出了安全性的证明。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP212.9;TN915.08

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【引证文献】
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