1、無線傳感器網絡是由一組傳感器以自組織方式構成的無線網絡，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網絡覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)布給觀察者。無線傳感器網絡的應用前景非常廣泛，主要表現(xiàn)在軍事、環(huán)境、健康、家庭和其他商業(yè)領域等各個方面。隨著無線傳感器網絡應用的廣泛深入，其安全問題也變得越來越重要，其安全性研究引起了研究人員和應用者的強烈關注。 本文主要研究以下三個方面的內容： 第一部分對傳感器網絡中的攻擊檢測的研究。

2、第二部分對傳感器網絡中密鑰管理的研究。給出了對密鑰管理和組密鑰管理的衡量標準和分類方法。尤其是對對密鑰的建立和更新以及組密鑰的協(xié)商和密鑰的強連續(xù)性等問題做了深入的研究。 第三部分對傳感器網絡中協(xié)議安全性證明的研究，提出了一個在傳感器網絡中證明數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議安全性的一個框架。 本文的主要研究工作和創(chuàng)新點可以概括為： ·對傳感器網絡關鍵基礎服務-攻擊檢測的研究。這類研究的目的是能夠檢測出網絡中哪些攻擊存在或者哪些結點已

3、經被攻擊。本章提出了一種基于到達時間差(TDOA)的無線傳感器網絡中Svbil攻擊檢測方案。我們的方案不但能檢測到攻擊還能定位到該攻擊結點的位置。 ·對傳感器網絡安全基礎設施-對密鑰管理的研究。這類研究主要是建立結點與結點之間的對密鑰，以便于將通信的信息用密鑰進行加密，從而達到保密的效果，防止了攻擊者竊聽或者篡改信息。本章給出了對密鑰管理方案的衡量標準和分類方法，分析了現(xiàn)有的各種對密鑰管理方案，并針對當前密鑰研究中存在的擴展性和

4、安全性不強等問題一種基于LU矩陣的層次型構造對密鑰預分發(fā)方案。進而為了提高對密鑰管理協(xié)議的實時擴展性，我們又提出了一種基于改進的Blom矩陣的對密鑰更新方案；它能根據(jù)網絡中結點的增加和減少實時地更新結點中的密鑰信息。實驗結果證明我們的方案能夠在適應傳感器網絡的拓撲變化的同時保證網絡中的安全性和密鑰連通性。 ·對傳感器網絡安全基礎設施-組密鑰管理的研究。本章給出了組密鑰管理方案的衡量標準和分類方法，并首次提出了傳感器網絡中對密鑰和

5、組密鑰管理方案的連續(xù)性問題，并針對該問題給出了一種具有強連續(xù)性的密鑰管理協(xié)議。它不但解決了傳感器網絡中密鑰建立階段對密鑰和組密鑰之間的連續(xù)性問題，同時也解決了在密鑰更新階段兩種密鑰各自的連續(xù)性問題。這些特征使得結點的開銷大大減少了，從而使得網絡的生命期變長并且密鑰的管理也變得更容易了。另外，在我們的組密鑰協(xié)商方案中每一個結點都可以驗證其奉獻的秘密份額是否包含在這個組密鑰中，這對于檢驗組密鑰的安全性和保證網絡中個結點的公平性都提供了有效的

6、手段。 ·傳感器網絡中協(xié)議安全分析的研究。協(xié)議安全分析在傳感器網絡中的研究仍然是一個空白，針對這種情況本文提出了一種用于傳感器網絡中數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的安全性分析的框架。該框架基于一個在密碼算法和協(xié)議中廣泛使用的一種模擬過程模型，并根據(jù)攻擊者能力將攻擊者模型進行了分級，進而提出了一個與現(xiàn)實模型不可區(qū)分的理想模型來對給定的協(xié)議的運行過程進行模擬分析。文章通過分析一個”安全”協(xié)議SDD來演示了該框架的有效性。它在實際中是非常有意義的，因為