基于网格的无线传感器网络预分配密钥机制.pdf

第37卷 第 19期 计 算 机 工 程 2011年 1O月 V_01．37 NO．19 ComputerEngineering October2011 · 安全技术 · 文章编号tl0o0__-3428(20l1)l9．_一J107_．o4 文献标识码；A 中圈分类号：TP3097· 基于网格的无线传感器网络预分配密钥机制 ‘ 李 明，熊 焰，酋付友 (中国科学技术大学计算机科学与技术学院，合肥 230026) 摘 要：无线传感器网络预分配密钥管理机制的连通性和抗捕获性较差。为此，提出一种基于网格的密钥机制。任意相邻节点可直接建立 密钥对，在被攻击区域中，密钥空间的捕获不会影响其他区域节点的安全性，攻击区域捕获的节点可以方便地被集体撤销，以实现网络及 时更新。实验结果表明，该机制具有良好的连通性和抗捕获性。 关健诃：网格；无线传感器网络；预分配；密钥对；密钥管理 Grid-basedPredistributionSecretKeyM echanism f0rW irelessSensorNetwork LIM ing，XIONGYan，M IAO Fu-you (SchoolofComputerScienceandTechnology,UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China) [Abstract|Inordertoovercometheshortcomingsofconnectivityandresilience，whicharepoorinmostohtersecretkeypredistribution mechanism forWirelessSensorNetwork(WSN)，htispaperproposesamechanism basedongrid．Thismechanism cannotonlyguaranteehte establishmentofsecretkeypairdirectlybetweentwoadjacentnodes，butalsocna ensurehtathtediscloseofsomesecretkeyspaceinthearea attackedbyhteenemycannotaffecthtesecurityofsensorsinothersafearea．Besides，thecomprom isedsensorsCna beremovedeasilyasawhole， facilitatinghteupdateofhtenetwork．Experimentalresultsshow htatthemechanism hasgoodconnectivityandresilience． [KeywordsIgrid：WirelessSensorNetwork(WSN)；predistribution；secretkeypair；secretkeymnaagement D0I：10．3969／j．issn．1000—3428．2011．19．035 1 概述 2 Blom机制介绍 密钥管理机制是当前无线传感器 网络 (WirelessSensor Blom机制提出的KPDS使得WSN中任意节点对都可以 Networks，WSN)中安全性问题研究的热点。研究显示密钥预 计算密钥对。首先在有限域 GF(q)上生成 (+1)×Ⅳ的矩阵 分配机制(KeyPre—distribution，KPDS)是处理密钥分配问题的 G，其中，Ⅳ为WSN的节点数；q为大于Ⅳ的最小素数。G 有效选择 。KPDS分为密钥预分配阶段和密钥对建立阶段。 公开并且可 以被多个不 同系统共享 。然后再生成 (十 在节点部署前，由基站在节点内预存一些密钥和其他信息； 1)