85、无线传感器网络安全组密钥更新与容错安全路由方案解析

无线传感器网络安全组密钥更新与容错安全路由方案解析

1. 安全组密钥更新方案

在无线传感器网络中，组通信的安全至关重要，涉及到节点间的密钥共享、节点的撤销与加入等多个方面。
- 密钥共享模式
- 直接密钥共享 ：若节点 A 与组头（GH）共享了密钥，它会直接向 GH 回复共享密钥的 ID。例如，节点 A 存储了与 GH 共享的密钥 KA,GH，当需要通信时，就将该密钥的 ID 发送给 GH。
- 间接密钥共享 ：当节点 B 未与 GH 共享密钥时，它会借助与 GH 和自身都有直接密钥共享的节点 A 来建立与 GH 的共享密钥。节点 A 会帮助节点 B 和 GH 建立起秘密共享密钥。
- 组密钥分发
- 组密钥材料通过安全通道单播给每个节点。消息模式如下：
- GC →∗: e, idGH, MAC(e, idGH)
- A →GH : idA, idKA,GH, MAC(KA,GH, idA, idGH)
- 其中，e 表示组创建事件，idA 和 idGH 分别是节点 A 和 GH 的 ID，KA,GH 是 A 和 GH 共享的密钥。当节点 A 和 GH 之间的秘密通道建立后，GH 会将组密钥信息发送给节点。
- 会话密钥处理
- 组形成后，GH 为每个会话 i 生成一个随机会话密钥 SKi，并在组的每个会话中广播该会话密钥。
- 首先，SKi 通过该会话的前向哈希和后向哈希值的异或运算进行加密，然后广播给组内节点。拥有该会