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移动自组网是一种无固定基础设施支持的、多跳的、网络拓扑结构动态变化的无线网络,广泛运用于军事、紧急场合及商业领域。由于其特有的性质,移动自组网面临比传统有线网络和其他有固定基础设施支持的无线网络更加严峻的安全威胁,如何保证该网络的安全已成为一个非常重要的研究方向。密钥管理算法是网络安全运行的核心,所以在移动自组网中设计一种安全高效的密钥管理算法具有较大的研究价值。
本文研究的对象是移动自组网中的密钥管理算法。在总结现有密钥管理算法研究成果的基础上,提出了一种新的移动自组网密钥管理算法。算法的整体思路是基于一种双层的移动自组网拓扑结构,将网络中的所有节点按照某种方式分为两类:服务节点和普通节点。所有服务节点构成上层网络,它们之间的通信采用完全分布式方式实现。下层网络由多个小组组成,每个小组有一个服务节点和若干普通节点,采用集中式方式进行密钥管理。并且结合椭圆曲线组合公钥技术和门限密码技术,实现了网络中的分布式认证,在一定程度上解决了大规模密钥管理难题。和其他密钥管理算法相比,使用该算法后网络的通信效率有了一定提高,并且网络的安全性有足够保证。
具体来讲,本文主要的结论包括:
1.在对网络进行初始化的基础上,给出了网络中任意两节点间临时会话密钥的产生方案以及组密钥协商协议;
2.给出了网络运行过程中节点公私钥对更新策略及节点加入、退出网络时相应的处理方法;
3.提出了网络运行过程中门限参数的动态调整方案,并证明其合理性;
4.分析了恶意节点处理策略,构造了相应的检测算法,并得到了算法所需计算步数的相关公式;
5.总结了本文所提算法的计算效率和安全性能。