微型UTESLA
發(fā)布時間:2012/4/1 19:51:29 訪問次數(shù):1688
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，所以設(shè)計一 74AC541SCX個安全高效的廣播認證方案是極具挑戰(zhàn)性的。這個難度主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
①高效性：生成和驗證信息所需要的能耗較少，這對于資源受限的傳感器節(jié)點來說非常重要。
②認證周期：在實時性要求較高的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，需要快速認證數(shù)據(jù)。
③容忍丟包：由于無線信道的本質(zhì)特性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常會出現(xiàn)丟包的情況，因此所設(shè)計的認證協(xié)議能容忍很高的丟包率。
④獨立性：接牧方不應依賴其他數(shù)據(jù)包來驗證新的數(shù)據(jù)包，否則會阻礙后繼包的驗證。
傳統(tǒng)的廣播認證協(xié)議主要依賴于非對稱的數(shù)字簽名方式，然而非對稱數(shù)字簽名計算復雜，通信開銷大，因此不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。最簡單的辦法可以讓基站和所有節(jié)點共享一個廣播認證密鑰，這種方式雖然通信消耗低，但是安全度很低，任何一個節(jié)點被俘獲都會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。若使用一包一密的認證方式，雖然安全性大大提高，但是由于需要不停地更新密鑰，增加了通信開銷，而且更新密鑰的過程也是一個需要認證的過程，因此需要一個折中可靠的機制來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的認證。
UTESLA協(xié)議的基本思想是先發(fā)送數(shù)據(jù)包，然后公布該數(shù)據(jù)包的認證密鑰。使得敵方不能在密鑰公布之前，偽造出正確的數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)了認證功能。其詳細過程如下。
基站一旦在目標區(qū)域內(nèi)開始工作后，首先生成密鑰池：KN是初始密鑰，F(xiàn)(x)是單向密鑰生成函數(shù)，K；=F(KI+1)，得到子密鑰，在運行了多次以后，得到大小為N的密鑰池。由于單向函數(shù)的特性，使得敵方即使已知K和單向散列函數(shù)的情況下也不能推斷出，保證了密鑰的安全性。而各個節(jié)點只需要存儲單向散列函數(shù)的代碼，而不需要存儲所有的密鑰，減少了節(jié)點存儲空間。隨后，墓站還要確定密鑰同步時鐘的兩個變量：同步時間間隔瓦。和密鑰發(fā)布時間間隔d，這兩個變量用于確定廣播密鑰的生存期。密鑰發(fā)布的延遲確定在一個時間間隔的整數(shù)倍內(nèi)，并且為了保證最遠節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)包的時候，密鑰還沒有公布出來，時間間隔至少大于基站和最遠節(jié)點之間的一次數(shù)據(jù)交換時間，而且密鑰更新周期過短也會導致通信消耗過大。如果時間間隔過大，則會使得傳感器節(jié)點內(nèi)存中積壓大量未認證的數(shù)據(jù)包，甚至可能會造成內(nèi)存用盡的情況。因此，如何權(quán)衡擁塞和延遲的問題，是確定密鑰同步時鐘的關(guān)鍵。
①高效性：生成和驗證信息所需要的能耗較少，這對于資源受限的傳感器節(jié)點來說非常重要。
②認證周期：在實時性要求較高的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，需要快速認證數(shù)據(jù)。
③容忍丟包：由于無線信道的本質(zhì)特性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常會出現(xiàn)丟包的情況，因此所設(shè)計的認證協(xié)議能容忍很高的丟包率。
④獨立性：接牧方不應依賴其他數(shù)據(jù)包來驗證新的數(shù)據(jù)包，否則會阻礙后繼包的驗證。
傳統(tǒng)的廣播認證協(xié)議主要依賴于非對稱的數(shù)字簽名方式，然而非對稱數(shù)字簽名計算復雜，通信開銷大，因此不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。最簡單的辦法可以讓基站和所有節(jié)點共享一個廣播認證密鑰，這種方式雖然通信消耗低，但是安全度很低，任何一個節(jié)點被俘獲都會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。若使用一包一密的認證方式，雖然安全性大大提高，但是由于需要不停地更新密鑰，增加了通信開銷，而且更新密鑰的過程也是一個需要認證的過程，因此需要一個折中可靠的機制來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的認證。
UTESLA協(xié)議的基本思想是先發(fā)送數(shù)據(jù)包，然后公布該數(shù)據(jù)包的認證密鑰。使得敵方不能在密鑰公布之前，偽造出正確的數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)了認證功能。其詳細過程如下。
基站一旦在目標區(qū)域內(nèi)開始工作后，首先生成密鑰池：KN是初始密鑰，F(xiàn)(x)是單向密鑰生成函數(shù)，K；=F(KI+1)，得到子密鑰，在運行了多次以后，得到大小為N的密鑰池。由于單向函數(shù)的特性，使得敵方即使已知K和單向散列函數(shù)的情況下也不能推斷出，保證了密鑰的安全性。而各個節(jié)點只需要存儲單向散列函數(shù)的代碼，而不需要存儲所有的密鑰，減少了節(jié)點存儲空間。隨后，墓站還要確定密鑰同步時鐘的兩個變量：同步時間間隔瓦。和密鑰發(fā)布時間間隔d，這兩個變量用于確定廣播密鑰的生存期。密鑰發(fā)布的延遲確定在一個時間間隔的整數(shù)倍內(nèi)，并且為了保證最遠節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)包的時候，密鑰還沒有公布出來，時間間隔至少大于基站和最遠節(jié)點之間的一次數(shù)據(jù)交換時間，而且密鑰更新周期過短也會導致通信消耗過大。如果時間間隔過大，則會使得傳感器節(jié)點內(nèi)存中積壓大量未認證的數(shù)據(jù)包，甚至可能會造成內(nèi)存用盡的情況。因此，如何權(quán)衡擁塞和延遲的問題，是確定密鑰同步時鐘的關(guān)鍵。
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，所以設(shè)計一 74AC541SCX個安全高效的廣播認證方案是極具挑戰(zhàn)性的。這個難度主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
①高效性：生成和驗證信息所需要的能耗較少，這對于資源受限的傳感器節(jié)點來說非常重要。
②認證周期：在實時性要求較高的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，需要快速認證數(shù)據(jù)。
③容忍丟包：由于無線信道的本質(zhì)特性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常會出現(xiàn)丟包的情況，因此所設(shè)計的認證協(xié)議能容忍很高的丟包率。
④獨立性：接牧方不應依賴其他數(shù)據(jù)包來驗證新的數(shù)據(jù)包，否則會阻礙后繼包的驗證。
傳統(tǒng)的廣播認證協(xié)議主要依賴于非對稱的數(shù)字簽名方式，然而非對稱數(shù)字簽名計算復雜，通信開銷大，因此不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。最簡單的辦法可以讓基站和所有節(jié)點共享一個廣播認證密鑰，這種方式雖然通信消耗低，但是安全度很低，任何一個節(jié)點被俘獲都會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。若使用一包一密的認證方式，雖然安全性大大提高，但是由于需要不停地更新密鑰，增加了通信開銷，而且更新密鑰的過程也是一個需要認證的過程，因此需要一個折中可靠的機制來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的認證。
UTESLA協(xié)議的基本思想是先發(fā)送數(shù)據(jù)包，然后公布該數(shù)據(jù)包的認證密鑰。使得敵方不能在密鑰公布之前，偽造出正確的數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)了認證功能。其詳細過程如下。
基站一旦在目標區(qū)域內(nèi)開始工作后，首先生成密鑰池：KN是初始密鑰，F(xiàn)(x)是單向密鑰生成函數(shù)，K；=F(KI+1)，得到子密鑰，在運行了多次以后，得到大小為N的密鑰池。由于單向函數(shù)的特性，使得敵方即使已知K和單向散列函數(shù)的情況下也不能推斷出，保證了密鑰的安全性。而各個節(jié)點只需要存儲單向散列函數(shù)的代碼，而不需要存儲所有的密鑰，減少了節(jié)點存儲空間。隨后，墓站還要確定密鑰同步時鐘的兩個變量：同步時間間隔瓦。和密鑰發(fā)布時間間隔d，這兩個變量用于確定廣播密鑰的生存期。密鑰發(fā)布的延遲確定在一個時間間隔的整數(shù)倍內(nèi)，并且為了保證最遠節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)包的時候，密鑰還沒有公布出來，時間間隔至少大于基站和最遠節(jié)點之間的一次數(shù)據(jù)交換時間，而且密鑰更新周期過短也會導致通信消耗過大。如果時間間隔過大，則會使得傳感器節(jié)點內(nèi)存中積壓大量未認證的數(shù)據(jù)包，甚至可能會造成內(nèi)存用盡的情況。因此，如何權(quán)衡擁塞和延遲的問題，是確定密鑰同步時鐘的關(guān)鍵。
①高效性：生成和驗證信息所需要的能耗較少，這對于資源受限的傳感器節(jié)點來說非常重要。
②認證周期：在實時性要求較高的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，需要快速認證數(shù)據(jù)。
③容忍丟包：由于無線信道的本質(zhì)特性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常會出現(xiàn)丟包的情況，因此所設(shè)計的認證協(xié)議能容忍很高的丟包率。
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傳統(tǒng)的廣播認證協(xié)議主要依賴于非對稱的數(shù)字簽名方式，然而非對稱數(shù)字簽名計算復雜，通信開銷大，因此不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。最簡單的辦法可以讓基站和所有節(jié)點共享一個廣播認證密鑰，這種方式雖然通信消耗低，但是安全度很低，任何一個節(jié)點被俘獲都會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。若使用一包一密的認證方式，雖然安全性大大提高，但是由于需要不停地更新密鑰，增加了通信開銷，而且更新密鑰的過程也是一個需要認證的過程，因此需要一個折中可靠的機制來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的認證。
UTESLA協(xié)議的基本思想是先發(fā)送數(shù)據(jù)包，然后公布該數(shù)據(jù)包的認證密鑰。使得敵方不能在密鑰公布之前，偽造出正確的數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)了認證功能。其詳細過程如下。
基站一旦在目標區(qū)域內(nèi)開始工作后，首先生成密鑰池：KN是初始密鑰，F(xiàn)(x)是單向密鑰生成函數(shù)，K；=F(KI+1)，得到子密鑰，在運行了多次以后，得到大小為N的密鑰池。由于單向函數(shù)的特性，使得敵方即使已知K和單向散列函數(shù)的情況下也不能推斷出，保證了密鑰的安全性。而各個節(jié)點只需要存儲單向散列函數(shù)的代碼，而不需要存儲所有的密鑰，減少了節(jié)點存儲空間。隨后，墓站還要確定密鑰同步時鐘的兩個變量：同步時間間隔瓦。和密鑰發(fā)布時間間隔d，這兩個變量用于確定廣播密鑰的生存期。密鑰發(fā)布的延遲確定在一個時間間隔的整數(shù)倍內(nèi)，并且為了保證最遠節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)包的時候，密鑰還沒有公布出來，時間間隔至少大于基站和最遠節(jié)點之間的一次數(shù)據(jù)交換時間，而且密鑰更新周期過短也會導致通信消耗過大。如果時間間隔過大，則會使得傳感器節(jié)點內(nèi)存中積壓大量未認證的數(shù)據(jù)包，甚至可能會造成內(nèi)存用盡的情況。因此，如何權(quán)衡擁塞和延遲的問題，是確定密鑰同步時鐘的關(guān)鍵。
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