适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案

摘要

当节点资源受限且处于敌对环境中时,无线传感器网络极易受到攻击且易被俘获。对基于簇协作的密钥管理方案进行了改进,提出一种适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案。利用距离最近的邻居头节点间的相互协作来实时更新组密钥,降低敌手利用妥协节点对网络进行的攻击的几率。当妥协节点个数低于门限值时,由本组头节点发起组密钥更新;当妥协节点个数高于门限值时,由邻居组头节点协作告知基站和其他邻居头节点:该组已妥协,切断与其通信,要求重新布置该组节点;当妥协节点为头节点时,由最近的邻居头节点协作其他邻居节点在该组内选取新的头节点。网络中为每个组分配不同的多项式,与整个网络使用同一个多项式相比,抗共谋攻击能力增强;网络中增加了自愈机制,通过设置相关参数,可以改变网络的自愈性。实验结果表明:每组成员节点的数量增加到一定值时,头节点的通信开销趋于平稳。因此,该方案适用于具有多个不同自愈性需求等级的大规模网络。