28、无线传感器网络密钥重排与定制加密算法解析

无线传感器网络密钥重排与定制加密算法解析

无线传感器网络密钥重排方案

在无线传感器网络中，密钥管理对于保障网络安全和通信至关重要。这里介绍一种密钥重排方案，该方案在网络连通性、抗节点捕获能力和路由决策等方面展现出了良好的性能。

• 概率计算 ：根据网络和节点的约束条件，可以确定多项式池的期望大小 ( s ) 。对于密钥重排方案，两个传感器节点在 ( h ) 跳（ ( \leq ) 跳阈值）内建立成对密钥的概率 ( P_{keyreshuffling} ) 可通过公式 ( P_{keyreshuffling} = 1 - (1 - p)(1 - p^2)^d \cdots (1 - p^{h + 1})^{d_h} ) 计算。在分析中，取 ( s = 500 ) 和 ( s’ = 5 ) ，此时 ( p = 0.049 ) ，这意味着网络初始时很可能处于不连通状态。但从相关图表可以看出，当平均邻居数量增加且 ( h \geq 2 ) 时，执行该方案后网络连通性显著提高。
• 模拟结果 ：对该方案在多种随机部署模型下进行了模拟。对于 EG 方案，取标准参数 ( n = 10000 ) ， ( M = 40000 ) ， ( m = 100 ) ，得到局部连通性 ( p = 0.23 ) ，实际值为 ( 0.22 ) 。模拟结果表明，该方案在 EG 方案上的模拟和实际网络连通性非常接近。对于多池方案，考虑参数 ( s = 500 ) ， ( s’ = 5 ) 和 ( n = 10000 ) ，实际局部连通性为 ( 0.0492 ) ，模拟值为 ( 0.0484 ) ，同样该方案在多池方案上的模拟和实际