椭圆曲线在WSN密钥管理中的应用研究

摘要

随着传感器技术、数据处理技术以及无线通信技术等的迅猛发展，信息对人们越来越重要，得到信息的途径越来越多。无线传感器网络是新兴的一种网络方式，该网络技术发展很快，并且正成为人们研究的热点。随着无线传感器网络的广泛应用，其安全性问题也受到越来越多的关注。密钥管理是其中最重要的部分，也是首要解决的问题，是保证节点之间安全传输数据的关键。
　　 目前无线传感器网络的密钥管理方法多是以对称加密为基础，但是随着技术的发展，这些方法已经不能满足网络的安全性需求。现在已有人通过算法的优化把非对称加密算法应用到无线传感器网络的密钥管理中，使网络的安全性得到提高。在阅读了大量相关文献的基础上，对非对称密码体制进行对比，椭圆曲线密码体制比较适合无线传感器网络的特点。本文的主要工作如下：
　　 1、本文对现有无线传感器网络密钥管理算法进行研究，并对各方案的优缺点进行研究。
　　 2、提出一种新的密钥管理方案，把椭圆曲线密码体制和Hash函数应用到无线传感器网络的密钥管理中，应用椭圆曲线上Diffie-Hellman密钥交换产生节点信息交换时的会话密钥，增加了节点间信息交换的安全性。本方案降低了节点的计算量，节约了节点的存储空间，提高了节点间的连通概率，对网络的拓扑更方便，并减少了节点的能量消耗。
　　 3、使用OMNET++仿真工具对节点连接率、抗俘获性等性能进行仿真实验，验证了该方案的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景介绍

1.2课题研究现状

1.3本文研究内容和组织结构

第2章数学基础知识

2.1椭圆曲线的概念和性质

2.1.1椭圆曲线的分类

2.1.2椭圆曲线的性质

2.1.3椭圆曲线上的密码

2.2 Hash函数

2.2.1 Hash函数的分类

2.2.2 Hash算法概述

本章小结

第3章无线传感器网络

3.1无线传感器网络概述

3.1.1无线传感器网络生成过程

3.1.2无线传感器网络结构

3.1.3传感器节点构成

3.1.4无线传感器网络特点

3.2密钥管理

3.2.1预共享密钥模型

3.2.2随机密钥预分布模型

3.2.3非对称密钥的管理算法

本章小结

第4章基于椭圆曲线的密钥管理方案

4.1方案概述

4.1.1文中符号说明

4.1.2本方案达到的目的

4.2方案设计

4.2.1组网阶段

4.2.2簇的划分

4.2.3通信过程

4.2.4新节点的加入和节点的删除

本章小结

第5章安全性能分析

5.1 OMNET++简介

5.2安全连接率

5.3抗俘获性

5.4其他性能分析

本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的科研情况