發(fā)布時間：2017-05-03 15:15

  本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡密鑰管理方案設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信技術、微電子技術、傳感器技術等技術的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)已廣泛應用于軍事、醫(yī)療、交通、家居等諸多領域,無線傳感器網(wǎng)絡擁有巨大的發(fā)展與應用前景,吸引了國內(nèi)外研究者的廣泛關注。節(jié)點資源受限、部署區(qū)域的不可知性、無線通信的不安全性等問題使得無線傳感器網(wǎng)絡在實際應用中存在安全問題,而密鑰管理是無線傳感器網(wǎng)絡的安全基礎,為無線鏈路數(shù)據(jù)信息提供安全性保障。本文設計了適用于無線傳感器網(wǎng)絡的密鑰管理方案,主要工作如下所示:(1)分析并總結(jié)了無線傳感器網(wǎng)絡面臨的安全問題,分析了無線傳感器網(wǎng)絡的安全需求以及密鑰管理方案的安全目標,闡述了密鑰協(xié)商協(xié)議與密鑰預分配方案的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。(2)針對無線傳感網(wǎng)群組密鑰協(xié)商協(xié)議計算開銷較大的問題,提出一種基于非雙線性對無證書群組密鑰協(xié)商協(xié)議。在本協(xié)議中,通過點乘運算生成會話密鑰,以降低節(jié)點的計算開銷。最后,分析了協(xié)議的計算開銷和通信開銷,結(jié)果表明所提協(xié)議能保證群組節(jié)點通信的安全性,并有效降低群組節(jié)點通信的計算開銷。(3)針對無線傳感網(wǎng)中基于對稱加密的密鑰預分配方案安全性低、無有效節(jié)點認證的問題,提出一種基于非雙線性對的無證書密鑰預分配方案。方案引入無證書加密體制,保證方案的安全性;方案增加節(jié)點認證階段,保證節(jié)點身份信息安全;最后分析了方案的連通性、抗捕獲性、計算開銷、通信開銷,結(jié)果表明所提方案既提高了節(jié)點的連通性、抗捕獲性,又降低了計算開銷。(4)針對無證書密鑰管理的復雜性,基于OMNeT++仿真系統(tǒng)進行二次開發(fā)實現(xiàn)密鑰管理仿真原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了密鑰生成、密鑰協(xié)商等關鍵操作,系統(tǒng)滿足無證書加密體制下的參數(shù)初始化、密鑰的分配、協(xié)商、建立操作,且提供相應的算法接口以便調(diào)用。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 密鑰管理 密鑰協(xié)商 密鑰預分配 無證書
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.4;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題背景與研究意義9-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 密鑰管理機制11-12
• 1.2.2 密鑰協(xié)商機制12-14
• 1.2.3 密鑰預分配機制14-15
• 1.3 本文主要工作及組織結(jié)構15-18
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡密鑰管理知識18-31
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述18-27
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡體系結(jié)構及其特點18-21
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡安全需求21-22
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡中的安全威脅與安全機制22-25
• 2.1.4 密鑰管理方案安全評價指標25-27
• 2.2 密鑰管理基礎知識27-30
• 2.2.1 加密算法27-28
• 2.2.2 數(shù)論基礎28
• 2.2.3 橢圓曲線密碼體制28-29
• 2.2.4 密碼學困難性問題29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 典型的密鑰管理方案31-39
• 3.1 密鑰管理方案分類31-32
• 3.2 隨機密鑰管理方案32-36
• 3.2.1 全局密鑰管理方案32-33
• 3.2.2 隨機密鑰管理方案33-34
• 3.2.3 分簇的密鑰管理方案34-36
• 3.3 確定密鑰管理方案36-38
• 3.3.1 基于地理或者部署信息的密鑰管理方案36-37
• 3.3.2 基于公開加密體制的密鑰管理方案37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 WSN中基于非雙線性對的無證書群組密鑰協(xié)商協(xié)議39-56
• 4.1 引言39-40
• 4.2 基于非雙線性對的群組密鑰協(xié)商協(xié)議40-45
• 4.2.1 系統(tǒng)初始化41
• 4.2.2 會話密鑰協(xié)商階段41-45
• 4.3 安全性分析45-52
• 4.3.1 形式化分析45-51
• 4.3.2 非形式化分析51-52
• 4.4 性能分析和仿真52-55
• 4.4.1 協(xié)議開銷分析52-53
• 4.4.2 仿真及結(jié)果分析53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 WSN中基于非雙線性對的無證書密鑰預分配方案56-69
• 5.1 引言56-57
• 5.2 基于非雙線性對的無證書密鑰預分配方案57-62
• 5.2.1 系統(tǒng)參數(shù)初始化階段57-58
• 5.2.2 密鑰預分配階段58-59
• 5.2.3 節(jié)點認證階段59-61
• 5.2.4 相鄰節(jié)點發(fā)現(xiàn)階段61-62
• 5.3 安全性分析62-64
• 5.3.1 抗捕獲性分析63-64
• 5.4 性能與仿真分析64-68
• 5.4.1 開銷分析64-66
• 5.4.2 仿真及結(jié)果分析66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 基于OMNeT++的密鑰管理仿真原型系統(tǒng)69-92
• 6.1 OMNeT++仿真系統(tǒng)簡介69-73
• 6.1.1 OMNeT++仿真系統(tǒng)特點69-71
• 6.1.2 NED語言概述71
• 6.1.3 部件概述71-73
• 6.2 基于OMNeT++的密鑰管理仿真原型系統(tǒng)設計與實現(xiàn)73-84
• 6.2.1 系統(tǒng)需求分析73-75
• 6.2.2 系統(tǒng)設計75-81
• 6.2.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)81-84
• 6.3 系統(tǒng)測試84-91
• 6.3.1 測試環(huán)境84-85
• 6.3.2 功能測試85-89
• 6.3.3 性能測試89-91
• 6.4 本章小結(jié)91-92
• 第七章 總結(jié)與展望92-94
• 參考文獻94-97
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文97-98
• 致謝98

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 刁俊峰;袁征;溫巧燕;;加密移動代碼的密鑰管理方案[J];吉林大學學報(信息科學版);2008年01期

2 劉哲;郭世然;周福才;;一種應用門限與團體控制的組播密鑰管理方案[J];小型微型計算機系統(tǒng);2009年08期

3 魯增秋;田文英;何利娟;;安全組播密鑰管理方案研究[J];石家莊職業(yè)技術學院學報;2009年04期

4 沈武;王天芹;楊帥;;基于門限完全分布式密鑰管理方案[J];計算機技術與發(fā)展;2010年02期

5 趙路;嚴新鑫;石允劍;;一種基于多項式的無線傳感器網(wǎng)絡密鑰管理方案[J];小型微型計算機系統(tǒng);2012年03期

6 李琳;王汝傳;姜波;黃海平;;無線傳感器網(wǎng)絡層簇式密鑰管理方案的研究[J];電子與信息學報;2006年12期

7 徐彥彥;徐正全;陳曦;;一種分層分組式組播密鑰管理方案[J];計算機工程;2007年11期

8 仲紅;李江華;方興;余s，

本文編號：343262