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无线传感器网络是集微电子技术、计算技术和无线通信等技术为一体的新一代网络,它已经应用在环境监测、交通管理、医疗卫生、军事反恐等诸多领域。它切实的改变了人类与自然的交互方式,将抽象的信息世界与实际的物理世界联系在了一起,使得物理世界变得量化直观。
由于传感器网络经常部署在环境恶劣、无人值守、数据敏感的场景中,又由于传感器节点自身资源受限等原因,传感器网络的安全已经越来越受到人们的重视。而传感器网络安全的核心就是密钥,对于密钥的保护要持续在整个密钥的生命周期各个时间段,包括生成、传递、保护、更新、销毁等。所以对于传感器网络密钥管理的研究相当重要。
本文首先对传感器网络安全及密钥管理方面的基本概念和一些现有的方案进行了总结和一定的分析,以期对这些内容有个大概的了解和概念。
传感器网络中的技术并非独立单一存在的,而是多种技术相互配合得以实现良好的性能。传感器网络的密钥管理离不开具体的拓扑结构和路由协议,本文针对应用的LEACH协议进行了分析与改进,以更好的利用随机密钥预分配理论的特点,从而降低网络能量消耗,提高网络生存时间。
在良好的拓扑路由基础上,本文具体的介绍了基于LEACH协议和随机密钥预分配的密钥管理方案,包括整体方案的介绍和流程。又着重在密钥更新上,本文提出了单播和广播更新方式相结合的方式完成更新。采用基站到簇头的单播更新,簇头到节点的多项式广播更新,很好的配合了层簇式的网络结构。