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鍵配布は、無線センサーネットワーク（WSN）設計における重要な課題です。 [1] WSNは、センサーノードと呼ばれる、限られたエリアで無線通信を行う機能を持つ、小型でバッテリー駆動のメモリ制約のあるデバイスのネットワークです。 [2]メモリと電力の制約があるため、完全に機能するネットワークを構築するには、センサーノードを適切に配置する必要があります。
鍵配布スキーム
キー事前配布は、展開前にノードにキーを配布する方法です。したがって、ノードは、展開後、つまり目的の位置に到達したときに、秘密キーを使用してネットワークを構築します。
キー事前配布スキームは、WSN における PEA 管理の維持を改善するために学者によって開発されたさまざまな方法です。基本的に、キー事前配布スキームには 3 つのフェーズがあります。
- 鍵配布
- 共有キーの検出
- パスキーの確立
これらのフェーズでは、秘密鍵が生成され、センサー ノードに配置され、各センサー ノードは通信範囲内の領域を検索して、通信する別のノードを探します。2 つのノードが 1 つ以上の共通鍵 (これは各方式によって異なります) を発見すると、安全なリンクが確立され、そのリンク上で 2 つのノード間の通信が行われます。その後、これらのリンクを接続するパスが確立され、接続されたグラフが作成されます。その結果、作成時に使用された鍵事前配布方式に従って、独自の方法で機能する 無線通信ネットワークが完成します。
WSN には、主要な事前配布スキームがより良い結果を得るために競い合うさまざまな側面があります。最も重要なのは、ローカルおよびグローバルな接続性と回復力です。
ローカル接続とは、任意の 2 つのセンサー ノードが共通のキーを持ち、そのキーを使用して安全なリンクを確立して通信できる確率を意味します。
グローバル接続とは、すべてのノード数のうち最大の接続グラフ内にあるノードの割合です。
復元力とは、多数のノード (つまり、それらのノード内のキー) が侵害されたときに、侵害されないリンクの数です。つまり、基本的には、ネットワークをハッキングする試みに対する耐性の質です。これらとは別に、WSN 設計における他の 2 つの重要な問題は、計算コストとハードウェア コストです。計算コストは、これらのフェーズで実行される計算の量です。ハードウェア コストは、通常、各ノードのメモリとバッテリーのコストです。
キーはランダムに生成され、ノードは相互接続性を決定します。[3]ペアワイズ方式でキーを確立するマトリックスに基づく構造化アプローチは、ロルフ・ブロムによるものです。[4]ブロムの方式には多くのバリエーションがあります。したがって、Duらの方式は、ブロムのキー事前配布方式とランダムキー事前配布方式を組み合わせて、より優れた回復力を提供します。[5]
参照
参考文献
- ^ 「WSN 向け集中型および分散型クラスタリング ルーティング アルゴリズムに関する調査」 2015 年 5 月。
- ^ Akyildiz, IF、W. Su、Y. Sankarasubramaniam、および E. Cayirci、「センサー ネットワークに関する調査」、IEEE Communications Magazine、vol.40、no.8、pp. 102-114、2002 年 8 月。
- ^ Eschenauer, L. および VDGligor、「分散型センサー ネットワークのキー管理スキーム」、第 9 回 ACM コンピューターおよび通信セキュリティ会議の議事録、米国ワシントン DC、2002 年 11 月 18 ～ 22 日、41 ～ 47 ページ。
- ^ Blom, R.. 対称鍵生成システムの最適なクラス。暗号学の進歩 - EUROCRYPT 84 の議事録 (Thomas Beth、Norbert Cot、Ingemar Ingemarsson 編)、Lecture Notes in Computer Science、Springer-Verlag、209:335–338、1985 年。
- ^ Du, W. 他「ワイヤレス センサー ネットワーク向けペアワイズ キー事前配布方式」ACM Transactions on Information and System Security、第 8 巻、第 2 号、2005 年 5 月、228 ～ 258 ページ http://www.cis.syr.edu/~wedu/Research/paper/ccs10_sensor.pdf
外部リンク
- WSN におけるキー管理に関する出版物のリスト