72、无线传感器网络密钥管理与隧道数据包过滤机制

无线传感器网络密钥管理与隧道数据包过滤机制

1. KCT 基于组密钥管理方案

在无线传感器网络（WSNs）中，安全的密钥管理至关重要。KCT 基于组密钥管理方案是一种有效的解决方案，以下详细介绍其相关内容。

1.1 节点操作与密钥更新

当新的簇头节点（CH）出现时，它会获取其他簇中作为密钥生成器（KG）时所需的相关信息，包括其他簇成员（CM）的 ID 和密钥 KKG。之后，该簇的组通信密钥会重新生成并重新分发。同时，新的 CH 还会为其作为 KG 的其他簇生成并分发管理密钥集。

当原有的 CH 出现问题（如被攻击或故障）且无法替换时，该 CH 下的 CMs 需要重新聚类到其他未受影响的 CH 中。汇聚节点会生成新的发现密钥 Kd 并通知这些健康的 CH。由于被撤销的 CH 不知道新的 Kd，所以无法干扰重新聚类过程。健康的 CH 会启动 CM 发现过程，将原 CH 下的每个 CM 关联到新的 CH 上，新添加 CM 的 CH 会执行添加新传感器节点的相关程序。

在这个过程中，被撤销的 CH 虽然知道一些信息，但由于不知道管理密钥集，无法操纵其簇内或其作为 KG 的其他簇的 CMs。而且，簇间密钥的更新会排除被攻击或故障的 CH，使其无法干扰恢复过程，被撤销 CH 所知的 Kg[CHi] 和 Kd 也会在恢复过程中失效。

1.2 安全分析

该方案具有良好的安全性，具体体现在以下两个方面：
- 组密钥分发 ：当一个簇中的多个 CM 被攻击时，KG 会搜索剩余未受影响的 CMs 的子集覆盖密钥，CH 重新生成组通信密钥，并使用子集覆盖密钥分别加密后分发给这些未受影响的