11、无线传感器网络与水印方案的技术剖析

无线传感器网络与水印方案的技术剖析

1. 无线传感器网络的成对密钥预分配方案

在无线传感器网络中，安全通信至关重要。为了实现传感器节点之间的安全连接，提出了一种新颖的成对密钥预分配方案。

1.1 方案概述

该方案旨在确保任意两个传感器节点能够通过简单计算找到它们之间的共同共享密钥，此共享密钥是成对的，即与节点及其直接邻居的关系相关。

1.2 基本思想

假设存在多个邻居节点，系统首先会生成多个特定次数的秘密多项式，将这些秘密多项式分配给各个节点。节点 (i) 和 (j) 的共同密钥为 (f_i(j)=f_j(i))，也就是说，任意一对节点 (i) 和 (j) 可以分别使用它们的秘密多项式 (f_i) 和 (f_j) 来计算这个共同密钥。

1.3 生成秘密多项式的步骤

为了实现密钥预分配，系统按以下步骤生成特定次数的秘密多项式：
1. 随机生成密钥池 ：系统随机生成一个秘密密钥池 (K={k_1,k_2,\cdots,k_{n + 1}})，其中 (k_i) 满足一定条件。
2. 构造秘密多项式 ：根据拉格朗日插值多项式，利用这些不同的秘密点构造次数为 (n) 的秘密多项式 (f(x)=a_nx^n+\cdots+a_1x + a_0)，通过拉格朗日公式可得到具体的多项式。
3. 分配秘密多项式 ：系统将秘密多项式 (f_i) 分配给每个节点 (i)。

1.4 示例

假设有三个邻居传感器节点 (N_1)、(N