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基于流密码的无线传感器网络安全若干问题研究

作　者: 李旭
导　师: 杜小妮
学　校: 西北师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线传感器网络网络安全流密码代数攻击同态加密数据融合
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
引　用: 0次
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内容摘要

无线传感器网络通常由部署在特定区域的数量庞大的微型传感器组成，这些传感器节点之间互相协作对需要监测的目标区域进行监控并实时采集需要的数据。节点采集到的数据通过节点自身的处理器进行处理，并通过多跳路由方式逐级向上传递，最终到达用户手中。无线传感器网络通常被用来在无人值守环境下采集信息，因此节点自身的性能就显得尤为重要。由于节点自身存储空间、计算能力和电量储备有限，容易受到敌手的攻击，因此对无线传感器网络安全提出了考验。本文的主要工作包括以下两个方面：(1)提出了一种新的基于流密码的无线传感器网络安全方案。首先对无线传感器网络的安全需求进行了分析，对一个已有的应用于无线传感器网络的流密码方案进行研究，找到了该方案布尔函数的一个设计设计漏洞，用代数攻击的方法降低了攻击复杂度。之后采用二阶级联的方法对该方案进行了改进，提高了系统的安全性能。(2)将流密码应用于实际传感器网络中，结合传统数据融合方案，提出一种基于流密码的新的加同态加密方案，实现了无线传感器网络的高效数据融合。性能分析表明，新方案能以较低的额外带宽消耗带来较大的安全性提升，提高了整个无线传感器网络的安全性能和寿命。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
1 绪论  10-18
  1.1 选题背景  10
  1.2 流密码与无线传感器网络简介  10-14
    1.2.1 无线传感器网络体系结构  10-12
    1.2.2 无线传感器网络特征  12-13
    1.2.3 无线传感器网络的安全需求  13
    1.2.4 流密码系统简述  13-14
  1.3 无线传感器网络安全研究现状  14-15
  1.4 研究意义及主要研究内容  15-16
  1.5 本文组织结构  16-18
2 基础知识介绍  18-32
  2.1 密码体制研究  18-25
    2.1.1 对称密码体制  19-23
    2.1.2 公钥密码体制  23-24
    2.1.3 几类无线传感器网络加密算法的比较  24-25
  2.2 密码分析基本概念  25-27
  2.3 流密钥发生器与布尔函数  27-28
    2.3.1 流密钥发生器  27-28
    2.3.2 布尔函数  28
  2.4 同态哈希函数和同态加密  28-30
  2.5 数据融合  30-31
    2.5.1 数据融合的定义  30
    2.5.2 数据融合的作用  30-31
  2.6 本章小结  31-32
3 流密码加密的无线传感器网络代数攻击及改进  32-38
  3.1 相关定义和概念  32-34
    3.1.1 相关定义  32-33
    3.1.2 代数攻击简述  33-34
  3.2 针对无线传感器网络流密码加密方案的代数攻击  34-35
    3.2.1 无线传感器网络流密码加密模型  34-35
    3.2.2 针对模型的代数攻击  35
  3.3 改进的加密体系  35-36
  3.4 攻击复杂度分析  36-37
  3.5 本章小结  37-38
4 基于流密码的无线传感器网络安全数据融合方案  38-49
  4.1 引言  38-40
  4.2 CMT安全数据融合方案  40-42
    4.2.1 CMT方案中的加同态流密码系统  40-41
    4.2.2 CMT方案数据融合过程  41
    4.2.3 CMT方案性能分析  41-42
  4.3 AIE多跳数据融合方案  42-44
    4.3.1 AIE多跳数据融合方案描述  42-43
    4.3.2 AIE多跳数据融合方案性能分析  43-44
  4.4 改进的AIE多跳融合IAIE方案  44-48
    4.4.1 IAIE安全多跳数据融合方案描述  44-45
    4.4.2 IAIE方案性能分析  45-48
  4.5 本章小结  48-49
5 总结与展望  49-51
主要参考文献  51-55
攻读硕士学位期间科研成果  55-56
致谢  56

基于流密码的无线传感器网络安全若干问题研究

内容摘要

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