[发明专利]一种基于功率的无线传感器网络密钥管理方法

权利要求书

1.一种基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，涉及到的实体包括锚节点AN和普通节点RN，其特征在于：所述方法在初始化阶段使用不规则增函数来确定功率数，在密钥共享阶段使用最大功率数进行加密。

2.根据权利要求1所述的基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)预部署阶段：给每个锚节点AN和每个普通节点RN均分配唯一的ID和一个初始密钥，并将所有锚节点AN和普通节点RN随机部署在需要运用的场地中；这个初始密钥是在初始化阶段节点间通讯过程中使用；

(2)初始化阶段：锚节点AN按照功率从小到大向普通节点RN发送不同的随机数，普通节点RN接收到这些随机数后通过hash函数形成不同的密钥材料；

(3)密钥共享阶段：所有的相邻节点交换所述密钥材料，形成共享密钥，从而达到安全通讯：所述相邻节点是指：普通节点的通讯半径内的其他普通节点即为该普通节点的相邻节点，两者互为邻居节点。

3.根据权利要求2所述的基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)每个锚节点AN_j按照功率从小到大形成不同的随机数，并使用所述初始密钥对每个随机数进行加密形成加密信息，然后发送所述加密信息；每个普通节点RN由于和锚节点AN_j的距离不同，会收到锚节点AN_j发送来的对应不同功率的随机数；

(22)每个普通节点RN接收到加密信息后，利用自己的初始密钥对接收到的加密信息进行解密后得到随机数然后利用公式对该随机数进行处理形成自己的密钥材料，然后删除其初始密钥；表示对x在初始密钥下进行hash。

4.根据权利要求3所述的基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于：所述步骤(21)中的每个随机数都是通过不规则增函数形成的；不规则增函数如下：

aji=aj-1i+|nji|,a0i=0]]>

其中n是一个随机数，表示AN_j在第j级功率下生成的随机数。

5.根据权利要求4所述的基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于：所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)每个普通节点RN形成一个列表，该列表中包括其所接收到的各个锚节点AN发送来的最小随机数，并且每个最小随机数均是用该最小随机数对应的锚节点发送来的最大随机数进行加密的，每个普通节点将其上的列表作为信息发送给其邻居节点；

(32)每个普通节点RN收到邻居节点发送来的信息后，首先会检查列表中锚节点AN的ID号，如果该普通节点与邻居节点收到共同的锚节点AN发送来的随机数，那么该普通节点就利用对应该锚节点的最大随机数来解密这个邻居节点发送来的信息，得到邻居节点的最小随机数的信息和ID信息，从而确定共享密钥材料；

(33)每个普通节点对自己收到的每个锚节点AN发送来的最大随机数再次进行hash，然后删掉原有的最大随机数；

(34)当邻居节点知道彼此间的共享的密钥材料后，彼此之间就会形成共享密钥，然后进行安全通讯。

6.根据权利要求5所述的基于功率的无线传感器网络密钥管理方法，其特征在于：所述步骤(34)中所述彼此之间就会形成通讯密钥是通过下面的公式实现的：

kuv=h(IDu⊕IDv⊕allcommonkeys)]]>

其中，ID_u和ID_v是两个相邻节点的ID号，all commonkeys中包含该两个相邻节点上所有再次hash后的最大随机数。