分布式无线传感器网络加密技术研究

摘要

在无线传感器网络安全密钥管理方案上，本文提出了一个基于二元对称多项式的分区域连环扣式存储密钥的密钥分配方案。在同一区域内、不同区域之间按照一定规则存储一定量的二元对称多项式，当相邻节点之间进行相互通信时，我们选择两个节点中所有相同二元多项式构成的哈希函数作为通信会话密钥。通过最后的仿真对比试验，我们发现在网络能耗与加密技术和抗毁性之间虽然存在一定的相互矛盾关系，但这种矛盾并不是不可调和的。在本文中，我们介绍了一个折中的密钥管理方案使网络的性能达到最优。
　　本文主要研究的课题内容：
　　(1)网络能耗和加密技术的关系。对于二元对称多项式来讲，计算能耗和多项式的长短（也就是度数）正相关，存储能耗和节点存储多项式的个数成正比例关系。在本文中，通过能耗分析研究我们可以看到二元多项式适合应用于无线传感器网络加密。
　　(2)网络能耗和抗毁性的矛盾关系。本文选择任意两个相邻节点中所有共有的二元多项式生成的哈希函数作为通信的会话密钥。当部分节点暴露时，由于密钥的多样性，其他未受损节点密钥暴露的可能性将会大大降低。
　　(3)把本文中的方案首先应用到同构无线传感器网络中，对网络的连通性、平均能耗、网络的抗毁性进行理论分析和仿真实验,证实了该方案的合理性和优越性。最后把该方案进行改进后扩展应用到移动异构的网络中，并再次通过仿真来验证该方案也适合于移动异构无线传感器网络中。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 选题依据和研究意义

1.2 国内外研究现状和发展态势

1.3 论文研究内容

1.4 论文结构安排

第二章 无线传感器网络安全概述

2.1 无线传感器网络体系结构

2.2 无线传感器网络安全技术

2.3 本章小结

第三章 无线传感器网络经典密钥管理方案分析

3.1 传感器网络加密

3.2 密钥管理方案典型案例分析

3.3 传感器网络密钥分布方案比较

3.4 本章小结

第四章 连环扣式密钥管理方案思想及所用技术

4.1 连环扣式密钥管理方案主要思想

4.2 连环扣式密钥管理方案关键技术

4.3 本文密钥管理方案实现过程

4.4 选取下一跳节点的标准

4.5 本章小结

第五章 仿真网络模型搭建与结果分析

5.1 网络假设

5.2 区域划分标准

5.3 网络性能分析

5.4 本章小结

第六章 移动异构WSN连环扣式密钥管理方案建模及结果分析

6.1 网络拓扑结构图

6.2 移动异构无线传感器网络密钥管理方案实现过程

6.3 移动异构无线传感器网络性能分析

6.4 本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1 课题总结

7.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果