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《河南大学》 2010年
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基于簇结构的WSN混合密钥管理方案的研究

闫培玲  
【摘要】: 无线传感器网络是由大量的体积小、价格低廉、电源能量极其有限、存储能力和数据处理能力比较弱、具有无线通信和监测能力的微型节点通过自组织的方式形成的网络。这些节点被有计划地稠密部署在监测区域,以达到监测现实物理世界的目的。无线传感器网络是信息技术中的一个新的研究方向,广泛应用于国防军事、城市管理、环境监测、危险领域的远程控制等方面。 由于传感器节点大多被部署在敌方或者野外等地方,很容易就被敌方捕获,又没有认证中心,因此,无线传感器网络的安全问题就显得尤为突出。事实上,缺乏有效的安全机制已经成为传感器网络应用的主要障碍。尽管传统网络中已经用到了许多成熟的安全方案,但是由于传感器网络自身的限制,使得这些方案不能直接应用于传感器网络,所以就需要设计出能够满足实际应用的无线传感器网络安全方案。无线传感器网络的安全问题中密钥管理是其中最重要、最基础的部分,也是首要解决的问题,是保证节点之间安全传输数据的关键。 经研究发现,将传感器节点进行分组管理在实际的传感器网络中是一个现实可行的方案。目前提出的基于节点部署信息的密钥管理方案大都是把节点分组进行管理,但是有些不能抵挡克隆攻击和Sybil攻击,有些方案的网络连通性和可扩展性不强,存储和通信开销比较大,不能够很好的应用于传感器网络中。本文所做工作如下: 对无线传感器网络的体系结构,传感器节点的组成做了简单的描述。讨论了传感器网络经常遇到的安全威胁以及防御方法,列举了现有的一些典型的密钥管理方案,并对它们分别做了详细的分析与评价。 在本文的密钥管理方案中,根据分簇无线传感器网络的网络结构,结合对称密码系统中密钥产生的快捷性和非对称密码系统中密钥的安全性,考虑使用两者混合的密钥管理策略。在密钥建立阶段采用基于椭圆曲线的非对称密码系统,为每个节点产生互异的通信密钥,以达到降低计算成本、提高网络安全连通性的目的,同时也防止了信息的篡改和节点伪造攻击。在簇内成员与簇头之间采用对称加密,以减少能量消耗。另外,本文提出的簇头选举方法综合考虑了候选节点的当前能量与初始能量,簇头由传感器节点中当前能量与初始能量的比值最高的节点担任,从而避免了簇头节点能量不足引起的频繁更换簇头节点,也确保了簇头节点不会固定在一个节点上。最后,通过仿真实验证明,该方案能减少节点的内存使用量,保证了节点间网络连通性,提高了网络的抗攻击性和可扩展性,并减少了节点的能量消耗。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN918.82

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张险峰,秦志光,刘锦德;椭圆曲线加密系统的性能分析[J];电子科技大学学报;2001年02期
2 颜振亚,郑宝玉;无线传感器网络[J];计算机工程与应用;2005年15期
3 刘志宏;马建峰;黄启萍;;基于区域的无线传感器网络密钥管理[J];计算机学报;2006年09期
4 陈菲,宋志高,陈克非;无线传感器网络中对密钥管理评估指标研究[J];计算机仿真;2005年05期
5 蔡晓;杨庚;王江涛;;一种基于位置信息的WSN随机密钥预分配方法[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2007年01期
6 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
7 沈波;张世永;钟亦平;;无线传感器网络分簇路由协议[J];软件学报;2006年07期
8 苏忠;林闯;封富君;任丰原;;无线传感器网络密钥管理的方案和协议[J];软件学报;2007年05期
9 VEIGNER Christian;;Identity-based key agreement and encryption for wireless sensor networks[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2006年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周砜;传感器网络密钥预分发方案研究[D];湖南大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
2 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
3 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
4 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
5 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
6 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
7 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期
8 范书平;高巍;马宝英;;一种无线温度传感器网络中节能的路由协议[J];安徽农业科学;2011年02期
9 赵养社;;基于无线传感器网络和GPRS网的灌溉系统研究[J];安徽农业科学;2011年07期
10 杨治秋;柴宝杰;;无线传感器网络在农业信息监控系统中的应用[J];安徽农业科学;2011年35期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 曾明;胥布工;;基于分层的传感器网络自组织拓扑控制算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
8 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
3 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
4 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
5 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
7 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
8 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
9 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
10 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 熊金涛,刘红秀,皮德忠;Lucas公钥密码体制及其安全性[J];电子科技大学学报;1999年04期
2 向茜,刘钊;伽罗华域上代数运算的最简实现[J];电子科技大学学报;2000年01期
3 林亚平,王雷,陈宇,张锦,陈治平,童调生;传感器网络中一种分布式数据汇聚层次路由算法[J];电子学报;2004年11期
4 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
5 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
6 刘明;龚海刚;毛莺池;陈力军;谢立;;高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议[J];软件学报;2005年12期
7 马祖长,孙怡宁,梅涛;无线传感器网络综述[J];通信学报;2004年04期
8 于海斌,曾鹏,王忠锋,梁英,尚志军;分布式无线传感器网络通信协议研究[J];通信学报;2004年10期
9 郑增威,吴朝晖,林怀忠,郑扣根;可靠传感网聚类路由算法研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦科;周明天;刘乃琦;;组播密钥管理方案的新研究[J];计算机应用研究;2006年08期
2 刁俊峰;袁征;温巧燕;;加密移动代码的密钥管理方案[J];吉林大学学报(信息科学版);2008年01期
3 刘哲;郭世然;周福才;;一种应用门限与团体控制的组播密钥管理方案[J];小型微型计算机系统;2009年08期
4 鲁增秋;田文英;何利娟;;安全组播密钥管理方案研究[J];石家庄职业技术学院学报;2009年04期
5 沈武;王天芹;杨帅;;基于门限完全分布式密钥管理方案[J];计算机技术与发展;2010年02期
6 赵路;严新鑫;石允剑;;一种基于多项式的无线传感器网络密钥管理方案[J];小型微型计算机系统;2012年03期
7 李琳;王汝传;姜波;黄海平;;无线传感器网络层簇式密钥管理方案的研究[J];电子与信息学报;2006年12期
8 徐彦彦;徐正全;陈曦;;一种分层分组式组播密钥管理方案[J];计算机工程;2007年11期
9 仲红;李江华;方兴;余玥;;一种基于可验证秘密分享的密钥管理方案[J];电子设计工程;2009年06期
10 徐军华;樊宏;郝云芳;;安全高效的空间信息网中密钥管理方案[J];现代电子技术;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 张亮;王箭;柳亚男;王长仟;;基于分组和交叉的密钥管理方案[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年
2 赵宏亮;徐秋亮;;适合层状群组军事通信的密钥管理方案[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
3 蒋延杰;蔡红柳;李东;;无线网络组群通信中密钥管理方案的设计与实现[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
4 温雨凝;李晖;张茹;;一种改进的多级无线传感器网络密钥管理方案[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 雷宇;辛阳;钮心忻;;Ad Hoc网络安全与密钥管理方案的分析[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
6 李伟娜;郑康锋;杨义先;;宽带卫星网络组播密钥管理方案研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
7 刘向玲;余梅生;;Adhoc网络中基于身份的密钥管理方案[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张彩霞;无线传感器网络高效密钥管理方案研究[D];广东工业大学;2012年
2 余旺科;无线传感器网络密钥管理方案研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 应必娣;无线传感器网络密钥管理方案研究[D];浙江大学;2008年
4 周波清;无线传感器网络中密钥管理方案研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵刚;组播密钥管理方案的研究与设计[D];山东大学;2008年
2 杨青;无线传感器网络密钥管理方案的研究[D];湖南大学;2009年
3 李金凤;两个组播密钥管理方案的改进[D];华南理工大学;2010年
4 宣文霞;安全组播中密钥管理方案的研究[D];南京师范大学;2006年
5 卢卫娟;一种适于无线Mesh网的基于身份的结构式密钥管理方案[D];西安电子科技大学;2013年
6 董永先;一种高效的动态组播密钥管理方案[D];南京邮电大学;2011年
7 李海锋;组播通信的密钥管理方案的研究[D];合肥工业大学;2006年
8 张昆;安全组播通信中密钥管理方案的研究[D];上海交通大学;2008年
9 邱俊彩;无线传感器网络的密钥管理方案研究[D];南京邮电大学;2013年
10 叶力;工业无线网络分簇密钥管理方案研究[D];西南大学;2013年
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