[发明专利]一种基于单向函数的分布式无线传感器网络密钥管理方法

权利要求书

1.一种基于单向函数的分布式无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于，无线传感器网络包括基站、传感器节点两类节点，各节点有唯一身份编号ID_ij，所述密钥管理方法包括如下步骤：

1)在网络规模为n的网络中，部署前，基站首先产生拥有N个初始公钥的初始公钥集合S：

{UK₁₀，UK₂₀L UK_i0L UK_N0}，其中UK_i0为第i个初始公钥，n＝N×N；

2)基站利用单向函数H(x)，及初始公钥集合S产生一个公钥集合P：

ID11UK11ID12UK12LID1jUK1jLID1NUK1NID21UK21ID22UK22LID2jUK2jLID2NUK2NMMMIDi1UKi1IDi2UKi2LIDijUKijLIDiNUKiNMMMIDN1UKN1IDN2UKN2LIDNjUKNjLIDNNUKNN]]>

其中ID_ij为节点身份编号，UK_ij为节点编号为ID_ij对应公钥，其中UK_i1＝H(UK_i0)，UK_i，j+1＝H(UK_i，j)；

3)利用公钥集合P中的公钥产生对应的私钥集合R：

RK11RK12LRK1jLRK1NRK21RK22LRK2jLRK2NMMMRKi1RKi2LRKijLRKiNMMMRKN1RKN2LRKNjLRKNN]]>

其中RK_ij为公钥UK_ij对应私钥；

4)基站从公钥集合P中选择一个元素[ID_ijUK_ij]及其对应的私钥RK_ij分配给节点，ID_ij为该节点身份编号，UK_ij为该节点公钥，RK_ij为该节点公钥对应的私钥；所选元素不会重复，分配完成后，所有的节点都将拥有唯一身份编号、公钥及对应的私钥；

5)同时，节点部署前，基站为每个传感器节点从初始公钥集合S中随机选择m(m＜N)个初始公钥，组成初始公钥集合S的子集T，预存储于传感器节点中，传感器节点还预存储单向函数H(x)；

6)节点部署到网络中后，首先向外广播自己身份编号ID_ij，邻居节点接收到该消息后，查找自己初始密钥子集T，若密钥子集T中存在初始密钥UK_i0，则邻居节点根据单向函数H(x)及初始密钥UK_i0计算该节点公钥UK_ij，UK_ij＝H^j(UK_i0).

其中H^j(UK_i0)为对初始密钥UK_i0进行j次单向函数计算；

7)邻居节点计算出该节点公钥UK_ij后，随机产生通信对密钥k_pair，并用对方节点公钥UK_ij加密对密钥k_pair，向对方节点分发对密钥；

8)节点编号为ID_ij节点接收到加密信息后，用本节点私钥RK_ij解密信息，获取对方节点分发的通信对密钥k_pair。