基于RC4和ECC的WSN安全预分配方法：优化连通性和安全性

本文主要探讨了无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）的安全性问题，特别是密钥管理方案的设计。针对3类典型的WSN密钥分配方法，包括基于密钥分配中心、基于公钥和基于预分配的方式，存在的安全性和连通性挑战进行了深入分析。其中，基于密钥分配中心的方法容易受到集中式瓶颈的影响，且密钥更新困难；公钥方式虽然使用非对称加密机制，但计算负担大，存储需求高，能耗较大，不利于WSN的实际应用；而预分配方式则可能因为密钥管理不当导致安全隐患。 本文创新性地提出了一个结合RC4密码体制和Menezes-vanstone椭圆曲线密码体制的新型密钥预分配方法。RC4用于数据的加密与解密，其算法简单高效，适合资源受限的WSN设备；Menezes-vanstone椭圆曲线密码体制则被用来处理密钥的传递，提供更高级别的安全性。与传统的随机密钥预分配相比，新方法在空间复杂度、连通性和安全性方面表现显著优势。 通过计算仿真实验，研究结果显示，该新方法显著降低了网络的存储开销，提升了整体安全性，同时保持了最优的连通性。这对于减少WSN节点的能量消耗，延长网络寿命，以及保护敏感信息免受攻击具有重要意义。关键词包括Menezes-vanstone椭圆曲线密码体制、RC4密码体制以及无线传感器网络，这表明了文章的核心技术和应用领域。 这篇文章为无线传感器网络的安全性设计提供了新的视角和实用解决方案，对于相关领域的研究者和工程师来说，具有很高的参考价值。