数据储存式无线传感器网络下一个具有高效能的密钥管理方案.pdfVIP

第 41卷 第 11A期 计 算 机 科 学 Vo1．41No．11A 2014年 11月 Computer Science Nov2014 数据储存式无线传感器网络下一个具有高效能的密钥管理方案 潘中强 常新峰 (平顶山学院网络计算中心 平顶山467000) 摘 要 针对无线传感器网络能量、存储空间、通信开销等局限性问题 ，基于pDCS(SecurityandPrivacySupportfor Data-CentricSensorNetworks)，在保证不失其安全性的前提下，以互斥基底 系统 (ExclusionBasisSystem，ELKS)建构 一 个具有更高效率的分布式密钥管理方案，将其命名为ERP-DCS。该方案将 网络密钥的管理工作 (包括密钥分配、重 置及撤销)分散至各个簇集中，藉以降低密钥重置阶段所需的通信量，节省能源，进而延长网络寿命。论证分析表明， 与pDCS相 比，ERP-DCS仅增加 了些微的储存成本，却能大幅地降低密钥重置时的更新通信量。 关键词 密钥管理，数据储存式无线传感器网络，信息安全，互斥基底 系统 ，分散式系统架构 中图法分类号 TP393 文献标识码 A EfficientKeyM anagementSchemeforData-centricStorageW irelessSensorNetworks PAN Zhong-qiang CHANG Xin-feng (NetworkandComputationCenter，PingdingshanUniversity，Pingdingshan467000，China) Abstract BasedontheExclusionBasisSystems(EBS)，weproposedanefficientdistributedkeymanagementscheme， termedasERP-I)CS，toimprovethedeficienciesidentifiedinthepDCSscheme．ERP—DCSattemptstodistributethekey managementtasks，includingkeydistribution，rekeying，andkeyrevocation，toeachcluster(i．e．gridcel1)toreducethe numberofrekeyingmessages．Theresultsshow that，comparingtothepECSscheme，theERP—DCSissuperior，interms ofupdatemessagesneededintherekeyingprocess，atalittlecostinkeystorage． Keywords Keymanagement，Data-centricstoragesensornetwork，Informationsecurity，Exclusionbasissystem，Dis～ tributedsystem architecture 无线传感器 网络 (WirelessSensorNetwork，WSN)是 由 密成了必要之手段。一般 ，常见的数据加解密方案大致可分 一 群资源有限(如内存、计算能力、能源等)、体积小、成本低 为非对称式密钥 (AsymmetricKeySchemes)及对称式密钥 廉、具感测与无线传输功能的传感器节点(Sensornode)所建 (SymmetricKeySchemes)两大类l7]。非对称式密钥中，最具 构而成的网络[1]。传统上 ，传感器节点在与基站 (BaseSta— 代表性的为公钥方案 (PublicKeyScheme)，其特征是加密与 tion，BS)进行通信时常引发两个问题：1)数据在节点与基站 解密时使用不同的密钥。对称式密钥方案最大的特征是加密 传送过程中，将迅速消耗传感器节点的能源，