26、无线传感器网络中的密钥管理与安全网络编程

无线传感器网络中的密钥管理与安全网络编程

1. 无线传感器网络密钥管理

无线传感器网络通常部署在恶劣环境中，节点间的密钥建立对于保护网络应用的完整性和准确性至关重要。

1.1 密钥验证

接收传感器可以利用Merkle树节点来验证数据的真实性。例如，给定值v2以及内部Merkle树节点B、C和R的值，接收传感器可以通过检查等式 R = HM(HM(C||HM(v2))||B) 来验证v2的真实性（即它是代表密钥集的真实布隆过滤器）。

1.2 模拟研究

Miller和Vaidya使用NS - 2模拟器进行了详细的模拟研究。当α = 100，γ = 100，η = 10时，结果表明，即使仅使用一个额外的信道（即c = 2），所提出的协议也能在80%的节点为恶意节点的情况下，使相邻传感器之间未受损的链路密钥连接率达到90%以上。

1.3 现有技术特点

目前提出的密钥预分配和密钥建立技术既实用又具有理论依据。研究人员设计的方案能够满足各种实际约束条件，如内存开销、通信成本和射频传输范围等。

1.4 未来研究方向

• 公钥方案改进 ：虽然传统观点认为公钥方案在传感器网络中不实用，但Malan等人提出了一种在资源受限的传感器网络中实现公钥的巧妙方法。未来的研究可能会使公钥方案更具实用性，同时可能需要新的预分配方案来进行私钥的预分配和认证。
• 后分配方案 ：从根本上讲，传感器网络密钥管理的基本问题是为相邻节点分配密钥以建立安全