用辛几何构造传感器的密钥预分配方案

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1、第34卷第1期2016年2月中国民航大学学报JOURNAL0FCⅣ几AVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．34No．1February2016用辛几何构造传感器的密钥预分配方案陈尚弟，文洁晶(中国民航大学理学院，天津300300)摘要：密钥管理方案的设计是密码学中基本且十分重要的研究领域。密钥预分配是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一，目的是为无限传感器网络设计一个新的密钥预分配方案。在借鉴SamiranBag的密钥预分配方案和有限关联结构的基础上．基于有限域上的四维辛几何．获得了一个新的无线传感器

2、网络密钥预分配方案。结果表明，本方案能够有效地提高网络的连通性，保证节点间均有共享密钥。从而提高了节点间的连通率。分析表明．与其它一些已有的密钥预分配方案相比，该方案具有良好的连通性和抗毁性。关键词：无线传感器网络；密钥分配；密钥预分配方案；辛几何中图分类号：0157文献标志码：A文章编号：1674—5590(2016)01—0059一06Keypre-distributionschemebasedonsymplecticgeometryforwirelesssensornetworksCHENShangdi，WENJi4i

3、ng(CollegeofScience，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Thedesignofkeymanagementscheme，whosemainobjectiveistoprovidesecureandreliablecommunication，isoneofthemostimportantpartsofsecuritymechanismofwirelesssensornetwork．Withregardtothelimitationofpower，computationandst

4、orgerecourseofwirelesssensornetwork，akeypre—distributionschemebasedonthe4-dimensionalsymplecticgeometryofwirelesssensornetworksisproposed．Theobtainedresultsshowthattheschemeconsiderablyenhancesthenetworkscalability，andithasachievedgoodconnectivityandgoodoverallperf

5、ormance．Keywords：wirelesssensornetwork(WSN)；keydistribution；keypre-distributionscheme；symplecticgeometry近些年来，随着传感技术、计算机技术飞速发展与成熟，带动了信息科学领域中的一个全新的发展方向——无线传感器网络，即具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器构成的网络。该网络在世界范围内得到应用，是传统学科与新兴学科交叉的结果。因此由这些微型传感器构成的无线传感器网络wire—lesssensornetwork，WSN)

6、引起了人们的极大关注。无线传感器网络㈣是由大量体积小、成本低，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器节点构成的自组织、分布式网络系统。其目的是在感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中协作地感知对象的信息，并发布给观察者。可广泛应用于军事中地形侦察、环境与能源的监测、医疗卫生领域护理和监护、交通运输中的管理和分派、日常生活中的智能居家、反恐斗争中信息的采集和火灾地震等诸多领域，具有巨大的实用价值和商业潜力，引起了国内外学术界广泛与高度的关注。随着无线传感器应用的普及，传感器网络的安全【-1显得日益重要，尤其是其中最基础和最

7、关键的密钥管理问题。在传统网络中，密钥的管理已有许多国内外的学者和研究人员进行了探索并取得了许多重要的成果，但由于无线传感网络自身固有的特点，如无线传感网络中无线传感器的计算能力有限、可通信的物理范围较小、存储能力不强，缺乏节点部署的先验知识等，使得这些成果不能直接应用于无线传感网络。因此，密钥管理方案成为无线传感器网络安全的研究热点与难点。在无线传感器网络中，经过反复的探索与研究，通常使用的是对称密码体质与密钥预分配机制实现收稿日期：2014—10—31：修回日期：2014—12—23基金项目：中央高校基本科研业务费专项(

8、zxH2012K005)；国家自然科学基金项目(61179026)作者简介：陈尚弟(1964一)，男，山西应县人，教授，博士，研究方向为代数、图论、编码与密码．一60一中国民航大学学报2016年2月安全的信息传递，在部署节点以前为其预分配若干密钥(通常称为密钥链)，部署后，如果不同节点之间