基于区域的无线传感器网络密钥管理

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1、万方数据第29卷第9期计算机学报v01．29No．92006年9月CHINESEJoURNALoFCoMPUTERSsept．2006基于区域的无线传感器网络密钥管理刘志宏”卫1马建峰"黄启萍31’(西安电子科技大学计算机网络与信息安全教育部重点试验室西安710071)2’(空军工程大学电讯工程学院西安710077)3’(西安电子科技大学通信工程学院西安710071)摘要密钥分配是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一．目前提出的解决方法是采用密钥预分配策略，给每个节点分配多个密钥，如Eschenauer和

2、Gl谵or提出的随机密钥预分配方案(R—KPS)．随机密钥预分配方案没有利用节点的部署和位置信息，在许多应用场合中，部署和位置信息能被用于改善网络性能．在R—KPS中，每个节点有可能成为其它任何节点的邻居，所以节点必须从同一密钥池中选取密钥．如果能把网络划分为多个区域，则同一区域内和相邻区域间的节点更有可能成为邻居。文章提出一种利用已知区域信息的密钥预分配方案，相比随机密钥预分配方案，能提高网络的连通性，减小节点所需存储空间，并能增强网络抗攻击能力．最后利用上述区域信息提出一种不借助定位设备的节点定位算法，此

3、算法实现简单，适用于定位精度要求不高的场合．关键词无线传感器网络；密钥管理；网络安全；密钥预分配；定位算法中图法分类号TP393Domain—BasedKeyM锄agementforWirelessSensorNetworksLIUZhi—Hon91Ⅲ’MAJian—Fen91’HUANGQi—Pin93’(Ke，Ln￡口mtor了0}C铆n争链￡erNettuor是s口礼dln}or，7礤ti鲫SecMn￡≯。fMi籼str了。}Edt配ntio拄，xidinnUntversn，，xilaR'100’1)2

4、’(丁-Zgcomm“nic口￡抽n￡珂gi竹eer抽gh“if“抬，AirFo比P王‰gineFringU”i口8，sify，Xi，nn710077)3’(S如ooZD，Com卅“nif口rion西29i”PPri”g，X趔妇n【肠iuPrs以y，Xi，4硝710071)AbstractKeydistributionisoneofthemostchallengingsecu“typroblemsinwirelesssensornetworks，existingapproachestothisproblema

5、retoassignmorethanonekeytoeachnode，suchastherandomkeypre—distributionscheme(R—KPS)proposedbyEschenauerandGligor．Therandomkeypre—distributionschemedoesnotuseanydeploymentandlocationinformation，butinmanypracticalscenarios，certaindeploymentknowledgemaybeavaila

6、bleandcanimprovetheperformance。InR—KPSeverynodeshouldchoosekeychainfromthesamekeyp001becausetheyareequallylikelytobeneighbors．However，ifthenetworkcanbedividedintoseveraldomains，nodesfromspecificdomainaremorelikelytobeneighborsofnodesfromthesamedomainandthos

7、efromnearbydomains．Inthispaper，theauthorsproposeamethodtoimprovetherandomkeypre—distributionschemeusingaprioriareadeploymentinformation．Comparisontorandomkeypre—distributionschemeshowsthattheauthors’approachcansubstantiaIIyimproveanet—work’sconnectivity，red

8、ucetheamountofmemoryrequiredandenhancethenetworkresiliencea—gainstnodecapture．Finally，anewnodepositioningalgorithmisputforwardwhichdoesnotrelyonanypositionfindingequipmentsandonlyexploitsthedomain’s10c