容忍入侵的UWSN密钥管理方案

摘要

无照料的无线传感器网(unattended wireless sensornetworks，UWSN)通过移动汇聚节点定期收集数据，克服了传统中心模式无线传感器网络靠近基站节点能耗过大的不足。但是，移动节点自身也存在被物理俘获的可能性，而现有针对UWSN的密钥管理方案赋予移动节点权限过大，以及移动节点被俘后无法及时更新的瓶颈问题。因此提出了一种容忍入侵的UWSN密钥管理方案，方案针对以群组部署方式获取的层次式拓扑结构，结合Blundo二元对称多项式机制的容侵机制和反向Hash链技术的单向性，对网络运行过程中的节点会话密钥进行按需周期性更新。进一步研究证明，该方案可有效阻止变节节点继续参与正常网络节点通信，也可对被俘移动节点进行替换，避免了单点失败问题。同时证明了该方案具有基于信息熵的容忍入侵的门限安全特性。最后，分析并比较了该方案的通信、计算和存储消耗。