吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (3): 924-929.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703032

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基于群密钥协商的无线传感器网络签名协议

于斌斌1, 2, 武欣雨1, 初剑峰1, 胡亮1   

  1. 1.吉林大学 计算机科学与技术学院,长春 130012;
    2.北华大学 信息技术与传媒学院,吉林省 吉林市 132013
  • 收稿日期:2016-09-21 出版日期:2017-05-20 发布日期:2017-05-20
  • 通讯作者: 初剑峰(1978-),男,副教授.研究方向:协议安全.E-mail:chujf@jlu.edu.cn
  • 作者简介:于斌斌(1984-),男,博士研究生.研究方向:网络安全.E-mail:22342690@qq.com
  • 基金资助:
    欧盟FP7国际合作项目(FP7-PEOPLE-2011-IRSES); 国家科技支撑计划项目(2014BAH02F03)

Signature protocol for wireless sensor network based on group key agreement

YU Bin-bin1, 2, WU Xin-yu1, CHU Jian-feng1, HU Liang1   

  1. 1.College of Computer Science and Technology, Jilin University, Changchun 130012, China;
    2.College of Information Technology and Media,Beihua University,Jilin 132013,China
  • Received:2016-09-21 Online:2017-05-20 Published:2017-05-20

摘要: 为确保信息在无线传感器网络安全传输,提出了一个新的基于群密钥的安全协议。通过离散对数和哈希链的使用,可确保信息不被攻击者伪造或窃取。同时,考虑到无线传感器网络是由大量能量有限的节点构成,其计算能力不高,生存周期较短的特性,为节省传感器电池能量,降低能源的消耗,在初始化阶段传感器节点发送数据前通过服务器来完成群密钥协商。经过实验和理论分析,所提出协议的安全和效率整体上优于其他协议。

关键词: 计算机系统结构, 无线传感器网络, 群密钥, 哈希链, 离散对数, 数字签名

Abstract: In order to guarantee the security of event update messages in transmission, a novel protocol is proposed based on the group key agreement. With the utilization of hash-chain keys and discrete logarithm, the attackers and malicious sensor nodes could not forge or modify the messages. Simultaneously, as the wireless sensor network is composed of massive low-energy sensor nodes with limited computing capacity and short life period, it is vital to save the battery energy and reduce the consumption. Therefore, in the initialization phase, namely before message transmission, the key agreement is completed with help of the server. Theoretical analysis and experiment verify that the proposed protocol is better than other protocols both in security and efficiency.

Key words: computer system organization, wireless sensor network, group key agreement, hash-chain, discrete logarithm, digital signature

中图分类号: 

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[1] Mohsen A, Aljoby W, Alenezi K. A robust harmony search algorithm based Markov model for node deployment in hybrid wireless sensor networks[J]. International Journal of GEOMATE, 2016, 27(11): 2747-2754.
[2] Zhang W, Liu Y, Das S, et al. A watermark based authentication supportive approach[J]. Pervasive and Mobile Computing, 2008, 4(5): 658-680.
[3] Yuan Arak Sac, Fang Hsiang-Ting, Wu Quincy. Open flow based hybrid routing in wireless sensor networks[C]∥9th IEEE International Conference on Intelligent Sensors,Singapore,2014: 21-24.
[4] Ma Z F, Li G M, Gong Q. Improvement on LEACH-C protocol of wireless sensor network[J]. International Journal of Future Generation Communication and Networking, 2016, 9(2): 183-192.
[5] Qi Xiao-gang, Qiu Chen-xi. An improvement of gaf for lifetime elongation inwireless sensor networks[C]∥5th International Conference on Wireless Communications, Beijing, China,2009:14-21.
[6] Shen Yi-ming, Wu Qiong, Wang Xiao-peng. Wireless sensor network energy-efficient routing techniques based on improved gear[C]∥IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content, Beijing, China,2009:114-117.
[7] He D, Chen C, Chan S. SDRP: A secure and efficient reprogramming protocol for wireless sensor networks[J].IEEE Trans Ind Electron, 2012,59(11): 4155-4163.
[8] Du Hong-zhen. Efficient certificateless signcryption from bilinear pairings[J]. International Journal of Security and ITS, 2016, 10(4): 303-316.
[9] He D, Chen C, Chan S, et al. Security analysis and improvement of a secure and distributed reprogramming protocol for wireless sensor networks[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, 60 (11): 5348-5354.
[10] Sahingoz O K. Large scale wireless sensor networks with multi-level dynamic key management scheme[J]. Journal of Systems Architecture, 2013, 59(9): 801-807.
[11] Lin Han-yu. Location-based data encryption for wireless sensor network using dynamic keys[J]. Wireless Networks, 2015, 21(8):2649-2656.
[12] Craig Prather J,Bolt Michael,Harrell Haley,et al.Antenna design for a massive multiple input environmental sensor network[J].Digital Communications & Networks ,2016,2(4):256-259.
[13] Yang Jian-jun, Fei Zong-ming, Shen Ju. Hole detection and shape-free representation and double landmarks based geographic routing in wireless sensor networks[J]. Digital Communications & Networks , 2015, 1(1):75-83.
[1] 余宜诚, 胡亮, 迟令, 初剑峰. 一种改进的适用于多服务器架构的匿名认证协议[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1586-1592.
[2] 董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273.
[3] 刘洲洲, 彭寒. 基于节点可靠度的无线传感器网络拓扑控制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 571-577.
[4] 董坚峰, 张玉峰, 戴志强. 改进的基于狄利克雷混合模型的推荐算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 596-604.
[5] 赵博, 秦贵和, 赵永哲, 杨文迪. 基于半陷门单向函数的公钥密码[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 259-267.
[6] 刘磊, 刘利娟, 吴新维, 张鹏. 基于ECPMR的编译器测试方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1262-1267.
[7] 董立岩, 王越群, 贺嘉楠, 孙铭会, 李永丽. 基于时间衰减的协同过滤推荐算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1268-1272.
[8] 邓昌义, 郭锐锋, 张忆文, 王鸿亮. 基于平衡因子的动态偶发任务低功耗调度算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 591-600.
[9] 董颖, 周占颖, 苏真真, 徐洋, 钱志鸿. 基于路由信息的无线传感器网络跨层MAC协议[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 647-654.
[10] 魏晓辉, 刘智亮, 庄园, 李洪亮, 李翔. 支持大规模流数据在线处理的自适应检查点机制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(1): 199-207.
[11] 郝娉婷, 胡亮, 姜婧妍, 车喜龙. 基于多管理节点的乐观锁协议[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(1): 227-234.
[12] 朱海洋, 张合, 马少杰. 增强型超声波周向旋转扫描节点参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(1): 262-267.
[13] 魏晓辉, 李翔, 李洪亮, 李聪, 庄园, 于洪梅. 支持大规模流数据处理的弹性在线MapReduce模型及拓扑协议[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1222-1231.
[14] 刘洲洲, 王福豹. 改进的离散混合蛙跳算法压缩感知信号重构及应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1261-1268.
[15] 车翔玖, 梁森. 一种基于大顶堆的SPIHT改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 865-869.
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[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .