یک روش تولید کلید جدید برای شبکه های حسگر بی سیم بر اساس سیستم معادلات

قیمت: 45,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

یک روش تولید کلید جدید برای شبکه های حسگر بی سیم بر اساس سیستم معادلات

عنوان لاتین

A novel key generation method for wireless sensor networks based on system of equations

برای محافظت از شبکه های حسگر بی سیم (WSNs)، طرح های مدیریت کلیدی بسیاری پیشنهاد شده است. هنگام اعمال مدیریت کلیدی بر روی شبکه، مهم است که اطمینان حاصل شود که کارایی شبکه به طور عمده توسط اتصال کلیدی تحت تاثیر قرار نمی گیرد. اتصال ضعیف ممکن است منجر به فرستادن پیام های بسیاری شود. در نتیجه، مقدار زیادی از انرژی گره های درگیر در هنگام ارسال پیام، مصرف می شود که برای گره های حسگر محدودیت منابع اصلا مناسب نیست. در این مقاله، تاثیر اتصال کلیدی را بر کارایی ارتباطات تحلیل می کنیم. سپس، یک روش جدید برای تولید کلید بر اساس سیستم معادلات پیشنهاد شده است تا ارتباط کلید مدیریت کلید را بهبود بخشد. معادلات مربوطه برای ایجاد کلید های مخفی استفاده می شود و هر گره از این کلید ها برای محافظت از ارتباطات آنها استفاده می شوند. سیستم معادلات به گونه ای ساخته شده است تا یک و تنها یک راه حل داشته باشد تا راه حل منحصر بفرد بتواند برای ایجاد کلید پنهان مشترک برای افزایش ارتباط بین گره استفاده شود. در نتیجه، همسایگان می توانند به طور مستقیم از طریق کلید پنهان مشترک، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند حتی اگر کلیدهای مشترک نداشته باشند. برای تمایز از کلیدهای عادی، کلیدهای تولید شده توسط روش پیشنهادی کلیدهای مرتبط نامیده می شوند. بر اساس تحلیل ها، توصیه می شود سیستم های معادلات خطی (سیستم های خطی) به جای سیستم های معادلات چند جمله ای برای تحقق روش پیشنهاد شده با توجه به پیچیدگی محاسبات استفاده شود. علاوه بر این، ما نشان می دهیم که سیستم های خطی دو متغیر برای تولید کلید شبکه های بزرگ کافی هستند. سیستم پایه خروج (EBS) به عنوان مثال برای نشان دادن پیاده سازی مدیریت کلید با کلید های مرتبط استفاده می شود. تجزیه و تحلیل تئوری و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که طرح های مدیریت کلید با کلید های مرتبط دارای اتصال کلید بهتر نسبت به طرح های مربوطه با کلیدهای نرمال هستند. در ضمن، معیارهای عملکرد دیگر نیز تأثیری ندارند.

Many key management schemes were proposed for protecting wireless sensor networks (WSNs). While applying key management to the network, it is important to ensure that the efficiency of the network is not greatly affected by key connectivity. Poor connectivity might lead to many messages forwarding. Consequently, a large amount of energy of the involved nodes would be consumed during message forwarding, which is not suitable for the resources-constraint sensor nodes. In this work, we analyze the impact of key connectivity on the efficiency of communication. Then, a novel key generation method based on system of equations is proposed to improve key connectivity of key management. The involved equations are applied to establish secret keys and each node uses these keys for protecting their communication. The system of equations is constructed to have one and only one solution so that the unique solution can also be used to establish a shared hidden key for enhancing the association among nodes. As a result, neighbors can directly communicate with each other through the shared hidden key even though they do not have common keys. To differentiate from normal keys, keys generated by the proposed method are called associated-keys. According to the analyses, we recommend that systems of linear equations (linear systems) instead of systems of polynomial equations are used to realize the proposed method with respect to the computation complexity. Furthermore, we illustrate that linear systems of two variables are sufficient to generate keys for large scale of networks. The Exclusion Basis System (EBS) is used as a instance to illustrate the implementation of key management with associated-keys. The theoretical analyses and simulation results show that key management schemes with associated-keys have better key connectivity than the corresponding schemes with normal keys. Meanwhile, other performance metrics are unaffected.