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一种新的无线传感器网络密钥预分配方案
近年来,无线传感器网络(WSN)技术发展迅速,已被广泛应用于生产、监测、控制、优化等领域.无线传感器网络面临着网络安全攻击的威胁,如伪造传感器节点、攻击节点拒绝服务攻击、中间人攻击等.建立一个安全有效的WSN需要保证网络中节点通过认证机制与其它节点开展可信任的信息交换.传统加密认证方法利用预先分发的密钥或共享密钥进行认证.但预分配密钥技术存在对可信任的网络中心过度依赖的问题,以及运行维护成本较高的缺点,而共享密钥技术比较难以实现例如节点动态加入/离开的情形,因此新的无线传感器网络密钥预分配方案提出.
该方案首先利用RBF(Randomized Bessel Function)算法对节点建立一对密钥,用来保证节点认证以及信息加密.RBF算法结合椭圆曲线密码,可利用一个公开的参数和一个随机数,生成一对不重复的密钥.同时,该方案利用基于TinyOS的TOSSIM(TinyOS Simulation Environment)多粒度模拟技术来进行预分配.利用基于群的认证机制,当有新节点加入时,该新节点需要向密钥服务节点请求密钥,以实现安全可靠的节点认证.TOSSIM模拟了远程多智能体环境,可以生成实际环境仿真条件,可以在给定的拓扑结构和参数值范围内生成出模拟结果,这样既可以模拟出真实系统环境下的行为,又可以为无线传感器网络的密钥预分配提供有效的安全支持.
该无线传感器网络密钥预分配方案与其它现有的传统方案相比较具有很大的优势.一方面,该方案节省了每一次预分配密钥所需要的工作量,可以较大程度上提高了系统的安全性;另一方面,该方案通过RBF算法和TOSSIM多粒度模拟技术,可以在真实的系统环境中进行模拟仿真,从而实现无线传感器网络密钥的有效预分配,同时还可以满足网络的动态变化.
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