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《湖南大学》 2009年
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密钥预分配方案与正交阵列

董军武  
【摘要】: 分布式传感器网络在近年来得到了广泛的应用,它具有如下的一些特点:传感器数量多、分布范围广、传感器往往以随机的方式散布到测试场所,因此传感器散布后的网络拓扑事先是未知的。在实际的应用中,需要考虑传感器网络中的安全通信。对此,一个有效的方法就是采用密钥预分配方案。本文研究分布式传感器网络中密钥预分配方案的构造以及相关的问题。根据为每一个传感器结点分配密钥方式的不同,可以把密钥预分配方案分为两类:随机型和确定型。在密钥预分配方案中,连通概率p和损伤概率fail(1)是两个重要的指标.连通概率是传感器网络中任意两个传感器结点之间有公共密钥的概率,它刻划了传感器网络的通信效率.而损伤概率fail(1)表示平均一个传感器被敌方捕获后,损失的安全连接的概率,它刻划了传感器网络的稳健性。 本文对确定型密钥预分配方案的构造方法做了进一步的延伸,对一类特殊的区组设计,即λ_t=1的强部分平衡设计,提出了计算相应密钥预分配方案的安全连通概率和损伤概率的方法.进一步,利用有限域上的有理正规曲线、M(?)bius平面以及一类特殊的正交阵列(即由Bush方法构造的λ=1的正交阵列)分别构造了三类密钥预分配方案,研究了这些方案的特点与性质.与已有的确定型密钥预分配方案相比,在适当选择参数的条件下,我们的方案具有安全连通概率相对较高或者损伤概率相对较低或者能够支持大的传感器网络等优点. 利用正交阵列构造的密钥预分配方案具有一定的包容性:当参数t分别取一些特殊的值时,利用正交阵列所构造的密钥预分配方案分别与已有的确定型密钥预分配方案有着非常相似的性质,因此正交阵列也是本文要重点研究的话题。 有限域F_q上的r维向量空间V_r(F_q)中的t无关组可用来构造正交阵列。为此我们研究了如下的问题:考虑q=2的情形,给定向量空间的维数r及正整数t(2≤t≤r),求最大的正整数n,使得向量空间V_r(F_2)中存在一个n元非零向量组∑,该向量组中任意t个向量都线性无关。把满足上述条件的最大值n记为M(r,t).如果把向量空间V_r(F_2)中的n元t无关组∑看作某个线性码φ的校验矩阵,那么该线性码的最小码距为d(φ)=t+1(注意:我们考虑∑是t无关组时,指的是∑不再是t+1无关组).因此,这一问题的研究结果对于构造性能良好的线性码有帮助。 对于向量空间V_r(F_2)中极大无关组的构造以及M(r,t)的计算问题,本文得到了如下的结果: (1)完美地解决了t=3的问题:对任意的r≥3,都有M(r,3)=2~(r-1)。我们的方法可以很容易地构造出所有的极大3无关组。证明了所有的极大3无关组恰好是所有的r元线性函数的支撑。(2)证明了“平凡情形”,即M(r,t)=r+1时t的取值范围。(3)部分证明(该结论的充分性暂时还没有证明出来)了“亚平凡情形”:即M(r,t)=r+2时t的取值范围。利用这些结果构造了几类正交阵列,这些正交阵列能够达到正交阵列的若干界,并由此构造了几类相应的强部分平衡设计。 如果知道了一个线性码φ的诸参数:码长n,维数忌k和最小码距d。令r=n-k,t=d+1,则线性码φ的校验矩阵H就是空间V_r(F_2)中的一个n元t无关组,从而M(r,t)≥n。为此,本文比较详细地考察了常见的几类线性码,希望从这些已知的线性码中得到M(r,t)的信息。考察的结果表明,人们对M(r,t)的信息了解得还相对比较少.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN918.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 董军武;汪俭彬;;极大线性无关组的构造[J];通信技术;2011年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 杨义先;相关免疫布尔函数的计数[J];电子科学学刊;1993年02期
2 吴文玲,肖国镇;一阶相关免疫函数的计数[J];电子科学学刊;1998年02期
3 董军武,裴定一;椭圆曲线密码系统在单片机中的实现[J];华南金融电脑;2003年02期
4 裴定一,王学理;Authentication-secrecy code based on conies over finite fields[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);1996年05期
5 董军武,邹候文,裴定一;椭圆曲线软件及密码卡的设计与实现[J];计算机应用;2005年11期
6 刘晓莹,祝跃飞;ECC在智能卡上的实现[J];计算机应用与软件;2004年08期
7 王建宇;线性结构函数与一阶相关免疫函数的计数[J];通信学报;1996年01期
8 温巧燕,肖国镇;一阶相关免疫函数计数下界的改进[J];通信学报;1998年02期
9 单炜娟;相关免疫函数的结构与构造[J];应用数学学报;1991年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨仕椿;;形如N=π~α3~(2β)Q~(2β)的奇完全数[J];阿坝师范高等专科学校学报;2006年04期
2 杨仕椿;吴文权;;《初等数论》的“低起点、高素质”课程建设模式探索[J];阿坝师范高等专科学校学报;2007年03期
3 蒋自国;曹型兵;;丢番图方程[(10k_1+2)~n-1][(10k_2+5)~n-1]=x~2的解[J];阿坝师范高等专科学校学报;2007年03期
4 蒋自国;;素数的立方是孤立数[J];阿坝师范高等专科学校学报;2008年02期
5 杨仕椿;;大数运算实验在《初等数论》教学中的应用[J];阿坝师范高等专科学校学报;2010年01期
6 吴新生;大偶数表为两个素数之和(下)[J];安徽广播电视大学学报;2001年01期
7 吴新生;关于P+2形素数的一个研究报告[J];安徽广播电视大学学报;2002年04期
8 吴新生;;N~2+1形式素数个数的估计[J];安徽广播电视大学学报;2006年01期
9 吴新生;;不定方程x_1~2+x_2~2+…+x_k~2=w的系列解研究[J];安徽广播电视大学学报;2008年01期
10 孙学功;;关于无平方因子数的倒数和问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张小蹦;特征和、Kloosterman和及广义高阶Bernoulli数[D];西北大学;2010年
2 朱凤翔;k-错线性复杂度分布研究[D];解放军信息工程大学;2007年
3 徐洪;极大周期FCSR序列及相关序列伪随机性质的研究[D];解放军信息工程大学;2007年
4 亢保元;分组密码中置换理论的研究[D];西安电子科技大学;1998年
5 胡豫濮;分组密码的设计与安全性分析[D];西安电子科技大学;1999年
6 蔡勉;流密码及其稳定性测量指标的算法研究[D];西安电子科技大学;2000年
7 魏仕民;流密码及其复杂度分析[D];西安电子科技大学;2001年
8 张彤;信息隐藏与阈下信道技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
9 杜庆灵;多信源认证系统与构造[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
10 滕吉红;密码学中逻辑函数有关非线性准则的研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 董军武;裴定一;王学理;;A Class of Key Predistribution Schemes Based on Orthogonal Arrays[J];Journal of Computer Science & Technology;2008年05期
2 王茂发,刘培德;Bergman空间上的复合算子的范数[J];数学学报;2004年02期
3 董军武,裴定一;一类强部分平衡设计的构造[J];应用数学学报;2005年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖国镇;非线性生成器相关分析研究的频谱方法[J];电子学报;1986年04期
2 龚奇敏,黄月江;无记忆组合函数的相关度[J];电子学报;1991年04期
3 吴文玲,肖国镇;关于布尔函数的线性结构[J];电子学报;1998年04期
4 杨义先;相关免疫布尔函数的计数[J];电子科学学刊;1993年02期
5 刘晓莹,祝跃飞;ECC在智能卡上的实现[J];计算机应用与软件;2004年08期
6 杨义先;高维Hadamard矩阵的几个猜想之证明[J];科学通报;1986年02期
7 桑海龙,牟灵泉;中汇大厦空调制冷设备装机容量及运行调查[J];暖通空调;1996年04期
8 祝跃飞,顾纯祥,裴定一;SEA算法的有效实现[J];软件学报;2002年06期
9 杨义先,胡正名;非线性生成器的相关分析[J];通信学报;1987年06期
10 王建宇;线性结构函数与一阶相关免疫函数的计数[J];通信学报;1996年01期
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8 李敏;蔡杰;魏斌;;无线传感器网络的图论聚类算法研究[J];物联网技术;2011年05期
9 张小琴;;基于JAVA技术的网络仿真实验室的设计与实现[J];电脑知识与技术;2011年16期
10 李中伟;金靖芝;;物联网中的关键技术[J];价值工程;2011年19期
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5 姚剑波;;无线Mesh传感器网络中的位置隐私[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
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7 曾加;慕春棣;胡建斌;;基于博弈论的传感器网络能量平衡路由[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 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
9 沈玉龙;马建峰;沈雷;裴庆祺;;传感器网络密钥预分配方案的弹性分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 张和生;潘成;杨军;贾利民;董宏辉;梁玉庆;梁乙朝;;一种面向交通状态获取传感器网络体系结构的设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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1 本报记者 洪黎明;物联网:应用丰富 前景广阔[N];人民邮电;2009年
2 本报记者 杨志杰 逄丹;三分归晋还是无为而治?[N];通信产业报;2010年
3 本报记者 镡立勇;张冬辰委员:河北如何分得更多物联网“蛋糕”[N];河北经济日报;2010年
4 本报记者 夏明辉;物联网的形成和应用尚需时日[N];中国城乡金融报;2009年
5 ;多媒体传感器网络[N];中国计算机报;2006年
6 杨志杰;物联网两项行业标准正式立项[N];中国建设报;2010年
7 传感器网络标准工作组秘书长 物联网标准联合工作组(筹) 副秘书长 张晖;物联网技术框架与标准体系[N];中国计算机报;2010年
8 许泳;传感器网络将与互联网融合[N];计算机世界;2007年
9 布轩;传感器网络标准工作组在北京成立[N];中国电子报;2009年
10 记者 过国忠 通讯员 王楠;传感器网络SoC芯片制成[N];科技日报;2010年
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1 董军武;密钥预分配方案与正交阵列[D];湖南大学;2009年
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