25、无线传感器网络密钥预分配方案研究

无线传感器网络密钥预分配方案研究

1. 矩阵基密钥预分配方案对比

在矩阵基密钥预分配方案中，DDHV 和 OR - DDHV 方案在资源使用上存在差异。以下是它们在通信、计算和内存方面的对比：
| 方案 | 通信（每节点比特数） | 计算（有限域 (Z_q) 中的乘法次数） | 内存（每节点比特数） |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| DDHV | (\log_2 q) | (2\lambda) | ((\lambda + 1) \log_2 q) |
| OR - DDHV | (2 \log_2 q) | (2) | ((\lambda + 2) \log_2 q) |

内存开销方面，对于节点 (s_i) 存储矩阵 (A) 中对应的行，DDHV 和 OR - DDHV 都需要 (\lambda \times q) 比特。但 OR - DDHV 方案每个节点存储公共信息需要 (2q) 比特，而 DDHV 方案只需 (q) 比特。在算法运行时，DDHV 方案列重建后需要存储 (\lambda) 个元素，而 OR - DDHV 方案仅需存储 2 个元素。

从通信开销看，OR - DDHV 虽高于 DDHV，但由于 (q) 固定以积累合适长度的密钥，其通信开销仍是常量。计算方面，OR - DDHV 的计算量是常量，而 DDHV 的计算量随安全参数 (\lambda) 线性增加。

2. 安全分析

系统的安全性分析遵循 DDHV 和 Blom 的工作思路，系统是 (\lambda) 安全的，即攻击者需要知道密钥生成结构中 (\lambda) 个不同且线性无关的向量（行或列）