1、隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，其安全問題日益受到重視。網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制（安全路由、安全定位、數(shù)據(jù)安全聚合、拓?fù)淇刂频龋┲?，密鑰管理起著基礎(chǔ)性的作用，成為構(gòu)建安全的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有資源受限（節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力低、存儲(chǔ)空間小、通信能力弱）、網(wǎng)絡(luò)形態(tài)多樣、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、部署環(huán)境通常不易控制等特性，這使得傳統(tǒng)的密鑰管理方案無(wú)法直接應(yīng)用于無(wú)

2、線傳感器網(wǎng)絡(luò)。如何在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源受限的前提下，設(shè)計(jì)出安全性高、能耗小、連通性好的高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案是極富挑戰(zhàn)的研究課題，成為現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
　　 目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于預(yù)分配的密鑰管理方案存在一些共同的問題:預(yù)分配密鑰的冗余帶來(lái)的存儲(chǔ)消耗過多的問題、共享密鑰的泄漏帶來(lái)的安全問題、密鑰無(wú)法及時(shí)更新的安全隱患問題、節(jié)點(diǎn)一對(duì)一通信帶來(lái)的通信能耗較大等問題。本文從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不同的結(jié)構(gòu)出發(fā)

3、，以設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)連通率高、安全耐受性好、存儲(chǔ)和計(jì)算消耗少的高效的密鑰管理方案為目標(biāo)，針對(duì)基于預(yù)分配的密鑰管理方案中存在的一些問題進(jìn)行深入的研究和探討。
　　 論文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　 1.提出了一種高效的分級(jí)密鑰預(yù)分配管理方案
　　 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被捕獲后密鑰的泄漏及預(yù)存儲(chǔ)的密鑰占有較多的節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)資源問題，本文提出了一種高效的分級(jí)密鑰管理方案。該方案基于分級(jí)矩陣空間對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)逐次進(jìn)行密鑰預(yù)分配，而后

4、采用分級(jí)密鑰刪除機(jī)制逐步刪除預(yù)分配的矩陣信息，這樣在釋放網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有限的存儲(chǔ)空間的同時(shí)，有效地降低了節(jié)點(diǎn)被捕獲后密鑰的泄漏概率，體現(xiàn)了安全與存儲(chǔ)效率之間的高效性。
　　 2.提出了基于部署策略的高效密鑰預(yù)分配管理方案
　　 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通性與密鑰存儲(chǔ)消耗之間的矛盾，本文提出了一種在降低網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)消耗的前提下，利用正六邊形部署信息提高網(wǎng)絡(luò)連通率的密鑰預(yù)分配管理方案。為進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，本文將矩陣空間的思想引入到

5、正方形部署信息策略中，在提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)抗捕獲攻擊能力的同時(shí)，較好的解決了網(wǎng)絡(luò)連通率和能量消耗的之間的矛盾，適合能量受限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
　　 3.提出了一種高效的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)密鑰預(yù)分配管理方案
　　 針對(duì)基于分簇式的異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的網(wǎng)絡(luò)簇頭節(jié)點(diǎn)被捕獲將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)受到嚴(yán)重安全威脅的問題，本文提出了一種高效的分簇式密鑰管理方案。該方案中，利用基于多項(xiàng)式的LU矩陣對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰預(yù)分配，有效的提高了簇頭節(jié)點(diǎn)的安全閾值

6、;同時(shí)，LU矩陣的應(yīng)用有效的提高了簇頭節(jié)點(diǎn)間的連通性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇式密鑰管理方案在網(wǎng)絡(luò)安全性與網(wǎng)絡(luò)連通性間的高效性。
　　 4.提出了一種高效的自治愈組密鑰管理方案
　　 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組通信中敵手通過捕獲節(jié)點(diǎn)掌握廣播數(shù)據(jù)包進(jìn)而發(fā)動(dòng)Dos攻擊的問題，本文提出一種具有主動(dòng)撤銷能力的組密鑰自治愈管理方案。該方案利用混淆隨機(jī)值實(shí)現(xiàn)群組通信的“一次一密”，有效的抵制了敵手的捕獲攻擊，保證了群組會(huì)話密鑰的安全性