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传感器网络的安全性研究

作者：郭若超 Publish: 2006-10-10 Hits:-

【中文题名】

传感器网络的安全性研究

【英文题名】

【学科专业】

计算机应用技术

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-10-10

【中关键词】

传感器网络,安全,密钥管理,加密,广播认证,

【英关键词】

sensor network,security,key,encryption,authentication,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用

【论文摘要】

随着传感器网络逐步应用于军事领域和商业领域，安全性变的越来越重要。传统的网络安全技术无法应用于传感器网络，需要针对传感器网络的特点设计开发安全技术。本文主要对传感器网络安全技术中的广播消息的认证技术、密钥管理机制、加密技术进行了重点研究。本文设计了适用于广播频繁的传感器网络的广播消息认证技术。该技术基于对称密钥算法，采用双密钥对广播消息进行认证加密，广播节点定期更新双广播密钥中的一个密钥。该技术降低了节点的计算强度，提高了广播认证速度。本文综合了预共享密钥管理机制和随机密钥预分布管理机制的优点，提出了预共享随机密钥管理机制。该管理机制扩展性好、能有效防御DoS攻击、节省了节点的存储空间，减轻基站节点的负担，更适合于基于查询的传感器网络。本文还设计了一种节点之间的加密、解密技术，该技术核心是进行通信的源节点和目的节点同时按照约定方法更新密钥，这样增加了密钥的多样性，增大了敌人的破解难度，提高了系统的安全性。最后，本文利用上述技术建立了一个传感器网络的安全系统。

【论文题纲】

中文摘要	2-3
英文摘要	3-16
第1章引言	16-27
1.1 研究背景	16-21
1.1.1 传感器网络的安全问题	17-19
1.1.2 传感器网络安全的特点	19-21
1.2 国内外研究现状	21-23
1.3 本文贡献	23-25
1.4 本文结构	25-27
第2章传感器网络的安全隐患及防御策略	27-47
2.1 物理层的防御和攻击	30-33
2.1.1 拥塞攻击	30-32
2.1.2 物理破坏	32-33
2.2 链路层的防御和攻击	33-34
2.2.1 碰撞攻击	33
2.2.2 耗尽攻击	33-34
2.2.3 非公平竞争	34
2.3 网络层的防御和攻击	34-37
2.3.1 丢弃和贪婪破坏	35
2.3.2 方向误导攻击	35-36
2.3.3 汇聚节点攻击	36
2.3.4 黑洞攻击	36-37
2.4 传感器网络的安全策略	37-45
2.4.1 防止信息窃取攻击	38
2.4.2 加强路由协议的安全	38-39
2.4.3 认证协议	39-41
2.4.4 密钥管理机制	41-42
2.4.5 访问控制	42-43
2.4.6 节点之间的信任问题	43-45
2.4.7 网络操作和服务的安全性	45
2.5 本章小结	45-47
第3章广播消息的认证加密技术	47-59
3.1 传统的广播认证加密技术	47-49
3.2 传感器网络的广播认证加密技术	49-58
3.2.1 双密钥认证加密技术	49-51
3.2.2 定期更新双密钥认证加密技术	51-55
3.2.3 存在问题及解决方法	55-56
3.2.4 实验结果与分析	56-58
3.3 本章小结	58-59
第4章预共享随机密钥管理机制	59-79
4.1 传统密钥管理机制	59-66
4.1.1 shirman门限秘密共享机制	61-62
4.1.2 部分分布的CA机制	62-64
4.1.3 完全分布的CA机制	64-65
4.1.4 自发布证书机制	65-66
4.2 预共享随机密钥管理机制	66-77
4.2.1 预共享密钥管理机制	66-68
4.2.2 随机密钥预分布管理机制	68-72
4.2.3 预共享随机密钥管理机制	72-75
4.2.4 实验结果与分析	75-77
4.3 本章小结	77-79
第5章节点之间通讯的加密解密技术	79-91
5.1 简介	79-86
5.1.1 传统的加密解密技术	79-84
5.1.2 传感器网络的局限性	84-86
5.2 传感器网络加密、解密技术	86-89
5.2.1 加密、认证技术	86-88
5.2.2 解密、认证技术	88-89
5.2.3 存在问题及解决方法	89
5.3 本章小结	89-91
第6章传感器网络安全系统	91-102
6.1 简介	91
6.2 传感器网络安全系统各种算法的比较与分析	91-96
6.2.1 加密算法的比较与分析	91-93
6.2.2 消息认证算法的比较与分析	93-94
6.2.3 密钥生成算法的比较与分析	94-95
6.2.4 随机数生成算法的比较与分析	95-96
6.3 传感器网络安全系统的引导	96-98
6.4 传感器网络安全系统的管理	98-100
6.4.1 节点位置变化	99
6.4.2 节点发包重复	99-100
6.4.3 节点通讯频繁	100
6.4.4 节点多次询问当前密钥	100
6.5 本章小结	100-102
结论	102-104
致谢	104-105
攻读学位期间发表论文	105-106
参考文献	106-110
独创性声明	110
学位论文版权使用授权书	110

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.380092



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