计算机工程

作者：柳亚男, 张正, 邱硕, 程远

单位：金陵科技学院 网络安全学院, 南京 211169

关键词：认证,密钥分配,物理不可克隆函数,无线传感器网络,簇

基金：国家自然科学基金（61902163）；国家重点研发计划"网络空间安全"重点专项（2017YFB0802800）；江苏省高等学校自然科学基金（17KJD5200003，19KJB5200033）；金陵科技学院科研启动基金（JIT-B-201639，JIT-B-201726，JIT-B-202001）。

解决无线传感器网络（WSN）安全通信问题的前提条件是轻量级的认证与密钥分配，但由于传感器节点的计算、存储和通信资源有限，传统基于公钥基础设施的认证与密钥分配机制并不适用。为此，提出基于物理不可克隆函数的WSN簇内密钥分配方案，实现网关节点、簇内传感器节点之间的双向认证与密钥分配。利用物理不可克隆函数的不可克隆性和不可预测性提供更安全高效的双向认证，通过直接与间接密钥分配，实现簇内100%的安全连通性。该方案由于无需预存储密钥，因此可降低节点存储开销和密钥泄露的风险，具备完全抗俘获性。此外，激励响应对不以明文形式传输，可抵抗对物理不可克隆函数实施的建模攻击。实验结果表明，与概率型密钥预分配方案相比，在相同的存储开销下，该方案能够提供更高的节点抗俘获性、安全连通性和认证性。

来源：2020年第9期

《计算机工程》期刊编辑部

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