Распределение ключей в беспроводных сенсорных сетях - Key distribution in wireless sensor networks

Распределение ключей это важный вопрос в беспроводная сенсорная сеть (WSN) дизайн[1]. WSN - это сети небольших устройств с ограниченным объемом памяти с батарейным питанием, называемые сенсорные узлы, которые имеют возможность беспроводная связь над запретной зоной.[1] Из-за ограничений памяти и мощности они должны быть хорошо организованы для построения полностью функциональной сети.

Схемы распределения ключей

Предраспределение ключей - это метод распределения ключей по узлам перед развертыванием. Следовательно, узлы создают сеть, используя свои секретные ключи после развертывания, то есть, когда они достигают своей целевой позиции.

Ключевые схемы предраспределения - это различные методы, которые были разработаны академиками для лучшего обслуживания управления PEA в WSN. По сути, схема предварительного распределения ключей состоит из 3 этапов:

  1. Распределение ключей
  2. Обнаружение общего ключа
  3. Создание ключа пути

На этих этапах генерируются секретные ключи, помещаемые в сенсорные узлы, и каждый сенсорный узел ищет область в своем диапазоне связи, чтобы найти другой узел для связи. Безопасное соединение устанавливается, когда два узла обнаруживают один или несколько общих ключей (это отличается в каждой схеме), и связь осуществляется по этому каналу между этими двумя узлами. После этого устанавливаются пути, соединяющие эти звенья, для создания связного графа. В результате беспроводная связь сеть функционирует по-своему, в соответствии с ключевой схемой предварительного распределения, использованной при создании.

Существует ряд аспектов WSN, по которым ключевые схемы предварительного распределения конкурируют за достижение лучшего результата. Наиболее важными из них являются: локальная и глобальная связь и отказоустойчивость.

Локальная связь означает вероятность того, что любые два узла датчиков имеют общий ключ, с помощью которого они могут установить безопасную связь для связи.

Глобальная связь - доля узлов в наибольшем связном графе по количеству всех узлов.

Устойчивость это количество ссылок, которые не могут быть скомпрометированы, когда скомпрометировано несколько узлов (следовательно, их ключи). Так что в основном это качество сопротивления попыткам взлома сети. Помимо этого, двумя другими критическими проблемами при проектировании WSN являются стоимость вычислений и стоимость оборудования. Вычислительные затраты - это объем вычислений, выполняемых на этих этапах. Стоимость оборудования - это обычно стоимость памяти и батареи в каждом узле.

Ключи могут генерироваться случайным образом, а затем узлы определяют взаимную связь.[2] Структурированный подход, основанный на матрицах, которые устанавливают ключи попарно, был разработан Рольфом Бломом.[3] Множество вариаций Схема Блома существует. Таким образом, схема Du et al. сочетает в себе схему предварительного распределения ключей Блома и метод предварительного распределения случайных ключей, обеспечивая лучшую отказоустойчивость.[4]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Акюлдиз, И.Ф., В. Су, Й. Санкарасубраманиам и Э. Кайирчи, «Обзор сенсорных сетей», IEEE Communications Magazine, том 40, № 8, стр. 102-114, август 2002.
  2. ^ Эшенауэр, Л. и В. Д. Глигор, «Ключевая схема управления для распределенных сенсорных сетей», в материалах 9-й конференции ACM по компьютерной и коммуникационной безопасности, Вашингтон, округ Колумбия, США, 18–22 ноября 2002 г., стр. 41–47.
  3. ^ Блом, Р. Оптимальный класс систем генерации симметричных ключей. Достижения в криптологии: материалы EUROCRYPT 84 (Томас Бет, Норберт Кот и Ингемар Ингемарссон, ред.), Конспект лекций по компьютерным наукам, Springer-Verlag, 209: 335–338, 1985.
  4. ^ Du, W. и др., Схема предварительного распределения парных ключей для беспроводных сенсорных сетей. Транзакции ACM по информационной и системной безопасности, Vol. 8, № 2, май 2005 г., страницы 228–258 http://www.cis.syr.edu/~wedu/Research/paper/ccs10_sensor.pdf

внешние ссылки