自组网中基于簇的预密钥管理方案

自组网是由无线节点组成的不需要固定基站的临时性的计算机通信网络。以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理方案和协议的设计是自组网安全中一个重要的研究课题,自组网的多跳通信和资源受限等固有特性使得密钥管理面临许多挑战。该文在基于团的快速分簇算法的基础上,提出了一种基于簇的分层密钥预分配方案。分析表明,相比于传统随机密钥预分配方案,新方案不仅能够提高网络的连通性,而且可以减少节点所需存储空间。     

利用正交直积态的量子密钥分配协议

基于量子密钥分配协议是目前实现密钥分配最安全的方法,两个三态量子位组成的复合系统中存在一组正交直积态,它可以表现出非定域性。该文提出了一个建立在该系统的非定域性基础上的量子密钥分配协议,协议双方通过交换量子位和集体测量建立起共享的密钥。量子力学的基本原理保证了该协议是无条件安全的,没有第三方可以窃取密钥而不被发现。该协议不需要纠缠态,也不需要做任何量子操作。因此,它更容易在实践中实现,同时具有更高的可靠性与健壮性。     

SEC-Tree的安全WSNS路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)的广泛应用及其对低能耗、高安全性迫切需求,提出SEC-Tree拓扑结构。以Sec-Tree为基础,设计了多层多路径路由协议,给出了一个自适应多路径路由算法。提出一种PSK生成算法,并将PSK应用于Sec-Tree初始化及路由维护中,实现了基于局部化的加密和鉴别技术,使该协议具有良好的安全特征、抗攻击能力和多跳、多路径路由的可靠特征。分析表明该路由协议具有高效安全的良好特性。     

利用贝尔测量的高效量子密钥分配协议

提出了一个建立在EPR关联之上的量子密钥分配协议。通信双方通过交换量子位和贝尔测量建立起共享的密钥,没有第三方可以窃取密钥而不被发现,因此该协议是安全的;该协议也是高效的,除了少数用作检错的量子位之外,所有的量子位都对密钥有贡献。     

RFID网络读写器冲突避免MAC协议

为了解决射频识别(RFID)网络中的读写器冲突,提出了一种异步的基于预约的多信道读写器冲突避免媒质接入控制(MAC)协议。读写器根据控制信道监测到的邻读写器当前信道使用情况,选择一个空闲通信信道并向邻读写器广播,从而实现读写器无冲突地与标签通信。该协议避免了多个相邻读写器同时与标签通信,解决了读写器?标签干扰,并采用多信道通信和频率空分复用机制避免了读写器间频率干扰的发生。     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

认证群密钥协商协议的安全性分析与改进

对Tseng协议构造了一种有效的中间人伪造攻击,敌手可以成功获得群会话密钥,因此Tseng协议不满足密钥认证性。然后基于Tseng协议的安全缺陷,提出改进协议,并进行安全性分析和性能分析。改进协议实现了通信节点之间的双向认证,不但满足前向安全性、密钥认证性,还能有效抵抗被动攻击和中间人伪造攻击。改进协议中的低能量节点计算出会话密钥的时间只需2.03s,高能量节点的计算时间仅为原协议的1/2,并且通信开销减小了40%,更适用于能量受限,带宽受限的移动通信系统。     

基于随机密钥种子预配置的传感网密钥管理方案

在随机密钥预配置模型的基础上提出了一种基于密钥种子的密钥管理方案。首先节点预存储密钥种子子集,根据密钥种子与生成因子共同生成密钥的思想给出不同类型密钥的建立及更新方法。同时对该方案的直接连通率和安全性进行分析。仿真结果表明该方案能够提供安全灵活的密钥更新机制,提高网络的抗俘获性能。最后在实验室平台进行系统实现,分析该方案在具体通信协议和硬件基础上的通信开销、计算开销和存储开销。综合上述分析,该方案具有低开销的特性,适合于传感器网络。     

基于身份的密钥协商协议对Kerberos的改进

详细论述了Kerberos协议的认证过程及主要缺陷,介绍了基于身份的公钥密码学理论,提出了基于身份的可认证密钥协商协议,在此基础上对Kerberos协议进行改进,使其具有更高的安全性.通过详细的安全性能分析,该方案使系统更安全,更加容易管理和维护.     

数据库加密系统密钥管理模块的设计

密钥管理模块的设计是任何一个安全系统设计时必须首先解决的一个难题。从密钥管理最重要的方面入手,讨论了密钥的管理,并在重点分析密钥产生、分配、验证、替换四个重点环节的基础上,提出了一种数据库加密系统密钥管理模块的设计和实现方案。经多次实验证明,由于密钥的分配和验证是基于模运算的,而模运算速度是很快的,所以基于该设计方案实现的密钥管理模块是安全、可行和高效的。     

高效的口令基认证组密钥协商协议

对认证的口令基组密钥协商协议进行安全分析,指出传送数据中的冗余导致协议的不安全。基于Burmester and Desmedt的协议,给出一种改进的协议。该协议的计算复杂度较低,通信轮数较少;该协议不但满足前向安全性、双向认证性,还能有效地抵抗中间人攻击。最后,依赖于Diffie-Hellman(CDH)假设,在随机预言机和理想密码模型下证明了协议的安全性。     

一种针对RSA密码系统密钥的快速生成方法

基于Derome方法,介绍了一种针对RSA系统密钥生成的新方法。为了生成保密密钥,该方法不但避免了耗时的Euclidean算法。而且可用并行处理来实现。该方法可快速生成RSA密钥系统密钥。     

新的可证明安全的快速认证协议

利用Canetti-Krawczyk模型构造了一个快速认证协议,并对该协议的安全性进行了详细的分析和证明。分析表明,该协议实现了Canetti-Krawczyk模型下可证明安全的快速身份认证、密钥协商和密钥更新,且具有双向实体认证、完美的向前保密性等安全属性,满足了认证的安全需求。该认证协议仅需进行2轮交互即可完成,通信开销小,计算量较低,为用户间的相互认证提供了一种高效的解决方案。     

基于RADIUS/EAP的WLAN认证及其安全性分析

介绍了基于RADIUS/EAP协议的IEEE 802.1x无线局域网的接入认证过程与结构,针对无线局域网访问控制具有的三方协作过程特点,分析了无线局域网的安全机制,指出了或者由于协议自身缺陷或者由于不恰当的系统实现或者由于协议恶化,均可以导致有无线局域网的6个方面的安全漏洞,指出了需充分利用RADIUS/EAP分组结构的数据段提供加密认证并且还需设计双门接入的认证机制。最后比较了常见的四种安全接入方案,指出了在不同程度和范围内具有一定的抵御各种攻击的能力。     

高密度WLAN环境下动态频率选择算法的研究

提出了一种新的动态频率选择算法,该算法基于DCF机制,不改变原有IEEE 802.11b的MAC层协议。算法定义了一个信道质量参数用来评估自身干扰情况,通过周期性的检测信道状态,自适应的优化算法参数,动态分配频率资源,在现有的信道资源下提升系统容量。给出了算法处理过程的描述以及相关参数,并以IEEE 802.11b系统为例进行了仿真。仿真结果表明:该算法能够实现在高密度、负载不均衡的无线局域网环境下大大提高整个系统的吞吐量。     

WTLS协议性能仿真

无线网络必然要与Internet结合,实现移动用户手机上网,对无线应用协议栈WAP中各协议的性能进行仿真就显得非常必要,该文基于对WAP协议栈中的WTLS协议的仿真,评估了WTLS协议;并利用OPNET软件对该协议建立网络拓扑、建立节点模型等,给出了WTLS协议在用户节点数、用户节点通话时间以及信道速率变化等方面的性能仿真结果,重点指标包括对需实时响应的信号有重要影响的分组延迟、响应延迟变化量及响应时间。     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

科研成果介绍

高速分组无线网技术 主研人员陈林星 李建东 毛重明等 高速分组无线网技术充分采用了先进的超大规模可编程逻辑芯片定点DSP芯片嵌入式PC/104系统以及高效的RS纠错芯片成功地在无线信道上应用TCP/IP协议独创了业务接入协议无中心动态网络的网络主结点变更与确定协议网络自组织协议多业务综合传输协议采用了先进的分布式动态路由算法设计了多类用户接口能够与以太网无线ATM网络实现互连互通HSPRN网络采用了先进而复杂的全分布式结构具有自行组网且组网快速灵活多跳抗干扰抗毁性强信道传输速率高支持多种通信业务具有多网互连互…     

基于自组网技术的燃气无线抄表系统研究

为解决现阶段燃气无线抄表系统数据采集中无线网络不稳定、路由协议复杂、自修复能力薄弱等问题，提出并设计了一种基于cc1101无线传送模块的树形拓扑结构无线自组网系统。系统中主要对数据采集层路由协议和硬件实现进行了研究和设计，分析了该燃气无线抄表系统与传统燃气无线抄表系统的不同之处，设计了该系统数据采集层网络传输协议和总体结构。无线节点建在穿透力强的433 MHz的频率下进行通信，保证了系统自组网的稳定快速。     

一类基于KTC的主动节点密钥建立协议

主动网络是一种功能强大、配置灵活的新型网络体系。该文介绍了主动网络技术以及密钥建立协议在主动网中的应用功能,论述了网络安全中的密钥管理以及伪随机密钥与初始向量的产生过程,给出了一个基于密钥传递中心的主动节点密钥建立协议。