Earticle

Key management is the basis of many security mechanisms and services in wireless sensor networks (WSN). Random key predistribution scheme is widely considered as the most practical for WSN. However, this scheme faces the challenge that it cannot achieve the ideal security connectivity and strong resilience against node capture simultaneously. To address this limitation, an improved random key predistribution scheme using deployment knowledge is proposed in this paper. Firstly, sensor nodes are divided into different groups according to their location expected. And the key pool is grouped into key pool subsets accordingly. To realize the communication between adjacent groups, the corresponding key pool subsets have a certain degree of overlapping. For all keys, there is no limitation on key reuse. Neighboring nodes sharing q common keys will establish secure link with high probability. Moreover, our scheme inherits the advantage of q-composite random key predistribution scheme that it can maintain security even if some nodes are captured. Theoretical analysis and simulation experiments show that the improved scheme performs well on network connectivity and resilience.

By using deployment Knowledge and cellular model, a novel key distribution scheme based on deployment and dual-key pools is proposed for WSN. Each sub-key pool in the network contains two types of key pools: one doubled by the offline server is shared by three adjacent cells before the deployment and the other one distributed to each cell is non-overlapping. The server distributes four random numbers for each cell and ensures each adjacent cell sharing one random number. In order to improve the network security, nodes among the neighboring cells adopt a binary hash function and a corresponding random number to generate pair-wise keys. Compared with Du scheme and q-composite scheme, the simulation results show that our proposed scheme not only has efficiently improved the probability of pair-wise key establishment and invulnerability, but also has certain advantage on the nodes’ storage space.

센서 네트워크는 않은 수의 센서 노드들로 구성된 네트워크로 센서를 통한 주변 정보 감지 및 감지된 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 개념의 도입과 함께 이를 실생활에 구현하기 위한 기반 기술로 큰 관심을 모으고 있다. 그러나 센서 네트워크의 일상 생활 시스템에서의 의존도가 높아질수록 이로 인한 위험성 또한 높아 질 수밖에 없다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 보안 서비스를 제공하기 위하여 필수적인 키 관리 기술을 고찰하고 효율적인 키 관리 방법을 제안하고자 한다. 센서 네트워크의 구축 시 센서 노드들의 배치 특성을 고려하여 키 스트링 풀을 설정하고, 배치된 센서 노드의 위치에 따라 필요한 키를 집중적으로 분배하여 센서 네트워크 내의 공통 키 설정 확률을 높이고 센서 노드의 메모리 소모량을 줄이는 키 관리 방법을 고안하였다.

센서 네트워크는 않은 수의 센서 노드들로 구성된 네트워크로 센서를 통한 주변 정보 감지 및 감지된 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 개념의 도입과 함께 이를 실생활에 구현하기 위한 기반 기술로 큰 관심을 모으고 있다. 그러나 센서 네트워크의 일상 생활 시스템에서의 의존도가 높아질수록 이로 인한 위험성 또한 높아 질 수밖에 없다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 보안 서비스를 제공하기 위하여 필수적인 키 관리 기술을 고찰하고 효율적인 키 관리 방법을 제안하고자 한다. 센서 네트워크의 구축 시 센서 노드들의 배치 특성을 고려하여 키 스트링 풀을 설정하고, 배치된 센서 노드의 위치에 따라 필요한 키를 집중적으로 분배하여 센서 네트워크 내의 공통 키 설정 확률을 높이고 센서 노드의 메모리 소모량을 줄이는 키 관리 방법을 고안하였다.