传感器网络关键安全技术研究

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1、万方数据作者简介杜志强，山东郯城人。2005年毕业于西安电子科技大学获硕士学位，并于2005年开始在西安电子科技大学计算机学院攻读计算机系统结构专业博士研究生。导师：周利华教授主要研究方向：传感器网络安全、安全协议的分析与设计等。代表性成果及经历：已在《通信学报》等核心刊物和国际重要学术会议发表学术论文4篇。已申请发明专利5项等。ZhiqiangDu，wasbominTancheng，ShandongProvince，China，in1977．HereceivedhisM．S．degreeinsoftwareengineeringfromXidianUniversity,Xi’all，Chi

2、na，in2005．HeiscurrentlyaPh．DstudentoftheSchoolofComputerscienceandtechnology,XiDianUniversity,Xi’an，China．HisresearchinterestsincludeAnalysisandDesignofSecurityProtocols，WirelessSensorNetworksSecurity．Hehaspublishedover4journalandconferencepapers，andalsoauthoredmore5ChinaissuedandpendingPatents．万方数

3、据西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：盘舌强本人签名：鲤垒丝日期：鲨!丫：i：二矽关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定

4、，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。本人签名：叠兰圣主塾导师签名：日期：竺!±：笪：兰67獬日期：211笙：笪：兰量万方数据摘要传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息

5、，并将这些信息处理后传送给用户。由于传感器节点资源严格受限以及传感器网络自身的无线特性，其安全面临巨大挑战。本文研究传感器网络中的关键安全技术，内容包括：传感器网络密钥管理与节点鉴别机制、传感器网络广播鉴别机制以及传感器网络访问控制机制。主要研究成果有：1．对传感器网络密钥管理与节点鉴别机制进行了研究，提出一套完整的传感器网络密钥管理机制，包括成对密钥、组密钥的分发和协商等，在利用这些密钥提供保密通信的同时，能够支持节点间端到端的身份鉴别。基于hash算法，提出基于预共享密钥的轻量级节点鉴别机制，增强了传感器网络节点抵抗捕获攻击的能力，能够防止节点被复制和伪造，且具有较低的资源开销和很好的扩

6、展性。3．对传感器网络广播鉴别机制进行了研究，分别提出基于一次性签名和基于消息验证码的传感器网络广播鉴别机制，其中基于一次性签名的多广播节点传感器网络广播鉴别协议具有存储、通信和计算开销低，能够抵抗穷举、选择明文、DoS等攻击，适用于大规模多广播节点传感器网络的特性；基于消息鉴别码的传感器网络广播鉴别机制能够抵抗针对gTESLA参数分发过程的DoS攻击，较Tree．BasedgTESLA协议计算、通信和存储开销小，且能够立即撤销被俘节点的鉴别能力。4．对传感器网络访问控制机制进行了研究，针对存在移动用户的传感器网络，设计两跳覆盖THC(Two—HopCover)算法，通过周期性地信息扩散，使

7、传感器节点能够在用户移动过程中及时得到用户的鉴别信息，保证了用户移动过程中鉴别信息在传感器网络节点间的同步性。基于THC算法，引入Merkle哈希树和单向链等安全机制，采用分布式的访问控制模式，提出了适用于随机移动用户的传感器网络访问控制机制。实验和分析表明，本机制既适用移动用户，也适用静止用户，计算、通信、存储开销低，能够抵制节点捕获、重放、DoS等攻击。关键词：无线传感器网络网络安全密钥管理广播鉴别访问控