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基于身份的无线传感器网络密钥系统

基于身份的无线传感器网络密钥系统

计算机科学2007V01.34NQ.10

基于身份的无线传感器网络密钥系统’)

程宏兵1-2

(南京邮电大学计算机学院

南京210003)1

费国臻1 3

(江苏广播电视大学信息工程系

南京210006)3

南京210036)2

(江苏移动有限公司网络部

摘要无线传感器同络(wSN)是一类由盘多微型侍感嚣节点通过自组织的方式构成的网络。随着在军事、环境监测等方面的应用逐渐成为现实,其有效和安全通信问题由于自身的特性(如能量,计算能力和节点存储资源等的局限性)而显得更加囊出。本文首先比较详细地介绍了无线传感器网络安全结构厦其面临的问题;其次重点讨论了无线传惑器网络密钥系统相关的研究现状;然后给出了一种有效的基于身份的无线传感器网络密钥系统方案厦与其它方案的仿真比较实验。仿真实验结果表明,我们方案较其它密钥系统方案在处理时间和节点存储需求方面具有优势。关键词无线待感器网络,网络安全,密钥系统

ResearchofIdentity-basedKeySystemSchemefor

CHENGHongBinl91’2

(Collegeof

Wireless

SensorNetwork

FEIGuo-Zhenl’3

Computer.NanjingUniversityofPoStTelecommunicationstNanjing210003)I

(SchoolofInformation

Engineering,JiangsuRedio&TVUniversity.Nanjing

JiangsuMobile,Nanking210006)3

210017)2

(LimitedCompanyof

Abstract

sensor

Wireless

sensor

networkiS

kindofAdhoenetworkconsistedofhundreds

or

thousands

or

moreofmicro

nodes,whichhasbeendeployedformanypracticalapplications,includingmilitarysensingandtracking,envi—

rortmentandsecurityrilonltorlng eqmpmentandhumanmomtonngandtracking,etc,DuetOlimitatiomoipower,computationcapabilityandstorageresources,securityofwirelessselzvlornetworkshasreeeivedconsiderableattention.Inorder协construct

suitablekeyestablishment。distfihution

andencryptionschemesforwirelesssensornetworks.ThepaperarguesaboUtthesecurityconcernsfirstlyandthensurveystheresearchofkeysysteminwirelesssensornetworlLFinatlyitpresentsarlefficientkeysystemschemewhichisbased012identityencryptionalgorithmforwirelesssensornetwork.SimulationresultsarllOngourscheYlfleandother

asecure

an

network.itiS

importantchallenge

t0

find

out

traditimmlkeysystemschemessuggestthatourschemeisfeasibleinwireless

WireleSSseTlsornetwork.Networksecurity。KeysystemKeywords

sensor

neD~'ork.

1引言

集成了传感器技术、微机电系统(MEMS)技术,无线通信技术和分布式信息处理技术的无线传感器网络(WSN)是当前信息技术的前沿之一,是当今的研究热点,受到了广泛的关注Ⅱ]。它是由成百上千甚至更多具有无线通信与计算能力的微型传感器节点构成的自组织分布式网络系统.在整个网络系统中,大量的传感器节点收集披b理并且交换来自于外界环境的数据,最终传输到外部基站进行相应处理。

目前,WSN已经在很多方面得到了应用,如环境监测、森

密使任何人在截获物理通信信号的时候不能直接获得消息内容,而鉴别是指网络中的节点在接收到一个数据包的时候,能有相应的机制确认这个数据包是由相应的发送者发出,同时没有被中间节点篡改或在传输中出现错误。此时需要解奂密钥系统协议的相关问题,包括密钥的建立、分配、管理、认证,加密和解密算法等具体同题。

2)DoSE2]攻击问题

由于WSN采用射频传输技术,使得无线传感器网络比固定网络更容易受DoS攻击。如物理层的电磁渡干扰、网络层的恶意路由、传输层的泛洪攻击等,都可以使节点甚至网络瘫痪。因此必须建立一套安全容错的路由协议,建立一个在单节点被攻击或俘获后网络仍然能全安运转的机制。采取多种措施,包括密钥系统中的认证和加密等.可以有效地防范网络的DoS攻击。

3)应用层安全问题

高层的安全主要有安全的组管理机制、入侵检测系统(IDS)和安全的数据汇聚方法等。因此,必须建立一个安全的组管理协议,以保证组成员阃的通信安全。入侵检测系统可以发现异常的人侵者,但由于WSN网络节点的计算能力和存储资源有限,如何设计有效的IDS将是一个巨大的挑战。

林防火、灾难急救、候鸟迁徙跟踪、军事情报收集、无线定位

等,而自组织网络(Adhoe)理论与技术的发展有力地推动了WSN的研究。与固定网络一样,WSN从理论到应用必须解决相关的安全问题,否则将极大地限制WSN的发展,特别在一些领域.如军事上对敌方的情报监测、商业上的一些利益相关的应用等,安全问题就显得尤为重要。通过分析,我们可以把WSN面临的众多安全问题归纳如下:

1)网络密钥系统问题

网络密钥系统提供数据在存储和传输过程中的机密性和完整性保证,如数据的加密、身份认证和密钥的管理等等。加

)江苏省自然科学基金资助项目(编号:BK2004218),扛苏省。2006年青蓝工程青年骨干教师”资盒资助计划。程宏兵博士研究生.主要研究

方向为信息安全、计算机网络,费国臻博士研究生,主要研究方向为信息安全、罔格计算卅算机网络。

万方数据 

116

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