文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
无线传感器网络中高安全且高连通的密钥管理方案
姓名:张亮
申请学位级别:硕士
专业:计算机科学与技术
指导教师:王箭
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
计算机技术、通信技术和传感器技术的发展,极大的推动了无线传感器网络的快速发展。
成本低、部署方便、感知能力强、自组织等特性,使得无线传感器网络在军事、环境、医疗科
学等领域获得了广泛的应用。与此同时,各应用场合对传感器网络均提出了许多安全需求,安
全问题已成为传感器网络进一步发展与应用的瓶颈,密钥管理问题是无线传感器网络安全的核
心问题。
国内外研究人员在这个领域做了大量工作,主流的密钥管理方案是基于密钥预分配机制的。
它可以分成两类:确定性密钥预分配方案和随机的密钥预分配方案。本文结合确定性与随机性
的思想,引入了逻辑分组与部署知识,提出了两个高安全且高连通的密钥管理方案。主要工作
如下:
(1) 对确定性的密钥预分配方案和随机的密钥预分配方案进行了深入的分析与比较,指出
了各自的优缺点。明确了高安全且高连通的密钥管理方案的实现要素。对现有经典的高安全且
高连通的密钥管理方案进行了深入的理论分析和实验验证。
(2) 提出了基于分组和交叉的密钥预分配方案。该方案利用了 Blom 方案在网络规模较小时
具有较好安全性能的特点,结合了网络逻辑分组的思想。理论分析与实验结果表明该方案具有
很高的安全性和网络连通率,但是可扩展性不足。
(3) 进一步提出了基于部署知识的多项式预分配方案。该方案利用了 Blundo 方案的安全性
思想,结合了网络预期部署的相关信息。理论分析与实验结果表明,该方案不但提高了网络的
安全性、连通率,而且可扩展性也得到了极大的增强。

关键词:无线传感器网络,密钥管理,密钥预分配,部署知识,高安全,高连通
i
无线传感器网络中高安全且高连通的密钥管理方案
ABSTRACT
Computer technology, communication technology and sensor technology contributed a lot to the
rapid development of wireless works. Low cost, ease of deployment, perceptual ability,
anization and other features have greatly promoted a wide range of applications in military,
environment and other areas. With the wide applications of works, a lot of security
requirements have been proposed. Security has e a bottleneck for wireless works'
further development and application. Key management is the core issue in the security of wireless
work.
Many works have been done in this area. Key pre-distribution mechanism is the mainstream in
key management for wireless work. It can be divided into two categories: deterministic ones
and probabilistic ones. Based on probabilistic and deterministic ideas, this paper proposes two
schemes with high connectivity and resilience which employs logical grouping and deployment
knowledge. The main works in this paper are as follows:
(1)This thesis parative analysis of deterministic key pre-distribution schemes and
probabilistic key pre-distributio