无线传感器网络中自修复密钥颁布机制中滑动窗口的动态性探讨

Zjianeng · 发表于 2020-12-30 10:57

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摘要：在很多自修复密钥颁布机制中，滑动窗口大小影响着密钥的修复性能和通信开销．本文利用概率知识，首次建立了滑动窗口和丢包率对节点密钥同步性能、组安全关联性能和安全服务性能的数学模型．设计了适应链路动态变化特性的滑动窗口选择机制，采用查找表方式优化了计算和存储开销．仿真验证了该机制具有动态适应性，可以高概率的保证网络的安全服务性能．与已有机制相比，所提机制显著降低了通信开销，具有可行性和高效性，进一步推动了自修复密钥颁布机制的实际应用．关键词：无线传感器网络；自修复密钥颁布；滑动窗口；动态链路；丢包率；自适应

无线传感器网络（ＷＳＮｓ）在一些环境恶劣的军事战场或者商业应用中，会面对一些潜在的攻击威胁，这就要求在ＷＳＮｓ协议设计中必须仔细地考虑安全问题，用来抵挡恶意入侵、攻击［１］．密钥管理以实现网内不同节点密钥信息的颁发和维护，建立起节点之间的安全关联［２］，是ＷＳＮｓ中安全通信机制的核心技术．由于实际拓扑变化、环境变化以及人为干扰等造成链路中随机性丢包错包现象，颁布密钥的广播消息不能够被网内节点以１００％的概率接收到，造成密钥更新失败、密钥不同步乃至安全关联失败的现象．如何实现在不可靠链路下密钥的颁布与维护，是近几年的研究热点［３］．文献［４］首次给出了自修复密钥颁布机制，在广播消息中添加一些冗余信息，使节点可以无需与组管理者进行交互而自主地恢复之前丢失的密钥，实现了对链路丢包的容忍．目前根据冗余信息的构造方法，密钥的自修复分为相关联修复和独立修复［３］．
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