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无线传感器网络中基于ECC的密钥管理协议的研究

无线传感器网络中基于ECC的密钥管理协议的研究

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作者：鞠颂北京交通大学

学位级别：硕士

当前,无线传感器网络以其多样化的应用而备受关注。它可以广泛的应用于教育、军事、医疗和交通等领域,并拥有巨大的潜力和市场价值。因此无线传感器网络成为现今一项热门的研究领域。目前对于无线传感器网络的研究主要集中在底层的传感... 详细信息

当前,无线传感器网络以其多样化的应用而备受关注。它可以广泛的应用于教育、军事、医疗和交通等领域,并拥有巨大的潜力和市场价值。因此无线传感器网络成为现今一项热门的研究领域。目前对于无线传感器网络的研究主要集中在底层的传感器硬件平台、网络层的通信设计、中间件层的功能拓展、数据存储处理和应用层的任务开发。由于无线传感器网络中的传感器节点大多部署在无人的野外环境,其安全问题便显得尤为重要。事实上合理有效的安全机制是无线传感器网络正常工作的重要保障。其中,主要职责是提供可靠安全通信的密钥管理协议是无线传感器网络的基础安全服务。但是无线传感器网络中的密钥管理研究与传统互联网的有着较大区别,这主要是由无线传感器网络自身特点（严格受限的计算、通信和存储能力以及不可靠的无线通信信道）所决定的。所以设计有效的密钥管理协议是一件具有挑战性的工作。现今,越来越多的研究和技术在无线传感器网络中使用了公钥密码系统,从而间接表明了公钥密码系统（Public Key Cryptography,简称PKC）在无线传感器网络中的可行性。本文提出了一种基于椭圆曲线密码（Efficient Curve Cryptography,简称ECC）的混合密钥管理方案,它将ECDH （Elliptic Curve Diffie-Hellmann）与对称密钥和哈希链有效的结合在一起,不仅在计算、通信和存储方面更加高效,同时还可以支持任意大小的网络或随时进行扩充。在安全性方面,通过ECDH和哈希链的结合使用,使传感器节点具有了动态验证的能力,解决了初始密钥的删除问题,并在很大程度上可以抵御DoS类型的攻击。最后,在仿真实验和实际节点实验中,通过与其它方案的比较对本方案做出了客观的分析评价。

关键词：无线传感器网络密钥管理椭圆曲线密码初始密钥删除

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