单向散列链密钥分配：抵抗节点俘获的无线传感器网络安全方案

"基于单向散列链的定点布设无线传感器网络密钥分配方案 (2013年)，由重荣华、伺亮明、李宝清和袁晓兵等人提出，旨在解决有重部署需求的定点布设无线传感器网络的安全问题。该方案利用单向散列链技术，实现身份认证并提供有效的安全防护，同时支持网络节点的重新部署，以维持良好的网络覆盖。" 在无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中，安全密钥分配是一个至关重要的问题，特别是对于定点布设且可能需要重部署的网络。传统的密钥管理方案可能无法有效应对节点俘获攻击，导致网络安全性降低。而本文提出的方案，基于单向散列链，为了解决这个问题，提出了一个创新的解决方案。 单向散列链（One-way Hash Chain）是一种用于密钥管理的技术，其特点是每个节点拥有一个序列化的密钥链，这些密钥通过单向散列函数相互连接。在这个方案中，每个节点预先存储一系列用单向散列函数生成的密钥，这些密钥按顺序排列形成一个链。当需要使用密钥时，仅激活部分密钥链，而非一次性暴露所有密钥，这样可以抵御节点俘获攻击，因为即使攻击者捕获了某个节点，也无法轻易获取后续未被激活的密钥。 此外，该方案还考虑了网络节点的动态性，即节点的重部署。在无线传感器网络中，由于环境变化或设备故障，可能需要移动或替换节点以保持网络覆盖。支持节点重部署的密钥分配方案能确保新节点快速融入网络，同时保持原有的安全性，避免因节点更换导致的安全漏洞。 该方案的实施流程可能包括以下几个步骤：首先，网络部署时，每个节点生成并存储单向散列链；然后，当需要通信时，仅激活部分密钥进行身份验证和数据加密；最后，在节点重部署时，只需更新与之相关的密钥链段，而无需重新生成整个密钥库，从而保证了网络的连续性和安全性。 总结来说，基于单向散列链的定点布设无线传感器网络密钥分配方案是一种高效且安全的解决方案，它结合了单向散列链的不可逆性和分段激活策略，既增强了网络对节点俘获攻击的抵抗力，又适应了网络节点的动态变化，为无线传感器网络的安全运营提供了有力保障。此方案对于无线传感器网络领域的研究和应用具有重要的理论和实践意义，特别是在那些安全要求高、环境变化快的场景下。