一种基于分组的无线传感器网络密钥分配方法

摘要

本发明公开了一种基于分组的无线传感器网络密钥分配方法，属于无线传感器网络密钥管理方法。本发明对簇内的所有节点进行分组，然后给每组节点分配一个对称多项式，同时每组节点的数目均小于该多项式的阶数，从而即使该组节点全部被捕获也不会暴露该多项式。本发明对节点的存储要求较低，每个节点只需要存储一个密钥，簇头节点保存该簇内的所有多项式而不保存节点密钥。本发明具有较高的网络连通度和安全性。

主权项

一种基于分组的无线传感器网络密钥分配方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）密钥分发1‑1） 基站给每个将要被部署在目标区域的簇头节点和普通节点分发一个单独的ID；1‑2） 基站给每个簇头节点分发一个单独的主密钥用来和基站联系；1‑3） 基站随机生成一个t阶对称多项式，基站计算出不同簇头节点对应的多项式并保存在簇头节点；1‑4） 在每一个簇内，簇头对所有节点进行分组，每组节点的数目最多为t‑1个，给每组节点随机分配一个t阶对称多项式 ，簇头计算出与每个节点共享的密钥并分发给该节点；（2）直接密钥建立2‑‑1）簇头间密钥建立：簇头和其通信范围内的其他簇头建立对密钥，互相交换ID后利用基站分发的对称多项式计算出共享密钥；2‑‑2）簇头和普通节点间密钥交换过程：普通节点和其簇头CH互相交换ID，普通节点将共享密钥发送给簇头，簇头核实该密钥，核实通过后簇头和节点可以利用该密钥进行安全通信；（3）节点更新3‑‑1）普通节点添加：基站给新节点分配一个单独的ID，簇头给其分配一个多项式，在使用次数小于t‑1次的多项式中优先选择使用次数最少的多项式，此时普通节点和簇头节点均获得会话密钥，如果簇头节点存储的多项式全部用了t‑1次，则生成一个新的多项式；3‑‑2）簇头节点更新：新簇头CH需要存储以下内容：自身ID、单独的控制密钥MK_CH、簇头间共享多项式和簇内多项式，后面两个均从以前的簇头获得，随后进行密钥建立。