[发明专利]一种无线传感器网络密钥预分配方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络密钥预分配方法，属于信息安全技术领域。本发明首先采用混合对称BIBD的方法为每个节点分配若干随机数，然后用具有轮换对称性质的三元多项式产生两节点间的对密钥。由于混合对称BIBD能够保证任意两个节点都有至少一个共同的随机数以建立对密钥，所以本发明的连通度为1，极大地提高了共享密钥概率。此外本发明只涉及多项式运算，计算简单。本发明适用于对连通度要求较高而节点计算能力有限的场景。

主权项

一种无线传感器网络密钥预分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)密钥预分配，其包括：1‑1)参数生成基站随机生成一个轮换对称三元多项式分配给每个节点；然后基站生成n2+n+1个随机数Ri，N为无线传感器网络中的节点个数，所有的随机数组成集合；1‑2)生成对称BIBD的区组使用BIBD的方法，生成区组，其中每个区组有n+1个随机数，每一对区组之间有1个共同的元素；1‑3)生成互补的BIBD区组生成互补区组其中每个区组有n2个随机数，；从互补方案的区组中任意选出N‑（n2+n+1)个区组，然后在每个区组中任意选择n+1个随机数，将这些区组构成的集合记为H；1‑4)混合对称BIBD最后得到的区组集合就是BUH，集合中共有N个区组；将每个区组分配给一个节点；这样分配完成之后，每个节点就存储了一个节点ID，一个共享三元多项式和n+1个随机数组成的区组；2)会话密钥协商，其包括：2‑1)查看与邻居节点共享的随机数首先要发起连接的节点i广播一条消息，该消息包括以下内容：(1)节点i的IDi(2)节点i所持有的随机数邻居节点j收到消息后，将自己的标识IDj和共享的随机数发送回节点i；2‑2)建立对密钥假设节点i和j共同的随机数为Rc，其中i是会话发起方，j是接收方，则i计算kij＝f(IDi,IDj,Rc)，j计算kji＝f(Rc,IDi,IDj)；由于它们共享的三元多项式 具有轮换对称性，所以节点i和j计算出来的密钥是相等的，即kij＝f(IDi,IDj,Rc)＝f(Rc,IDi,IDj)＝kji。