刘照亮， 祝世雄

（现代通信国家重点实验室，四川 成都 610041）

0 引言

无线Ad Hoc网络作为未来最具发展潜力的无线网络之一，得到了各国政府和科研机构的关注和大力发展。但安全问题一直困扰着无线Ad Hoc网络的发展，成为其推广使用的重要障碍。安全问题的解决主要是从加密机制进行解决的，这就涉及到会话密钥的协商分发管理问题。无线Ad Hoc网络密钥分发管理研究主要分基于拓扑和基于门限两种思路，本文重点介绍基于拓扑的思路，这又分为许多基本拓扑结构，如星形、环形、树形等[1]，并由基本结构延伸出环树混合结构（RTCS-Ring and Tree Compound Structure）、树环混合结构(TRCS –Tree and Ring Compound Structure)等组合结构。由于星形和树形密钥分发效率高，本文结合这两种拓扑提出了星树混合结构(STCS-Star and Tree Compound Structure)和树星混合结构(TSCS-Tree and Star Compound Structure)，见下页图1、图2所示。

由于无线Ad Hoc网络节点能量有限，因此，在密钥协商过程中非常注重效率，尽量减少能量消耗，延长节点和网络的寿命，增加密钥分发的有效性。计算和通信是无线 Ad Hoc网络节点能量消耗的两个主要方面，而且通信消耗的能量要远远大于计算消耗的能量，因此，我们要尽量减少无线Ad Hoc网络密钥分发管理的通信量。为此，我们研究了众多密钥分发算法之后[1-2]，提出了新混合结构密钥协商的算法。设四种混合结构都分别有m各小组，第i组有ni个成员，共计有n个成员，经推导得出四种混合结构组密钥生成时通信量计算公式分别为：TSCS和STCS是n+m；RTCS是n+2m；TRCS是2n+m。

对比计算公式，我们可以看出新混合结构STCS和TSCS通信量总是相等，且总是小于原混合结构的通信量，因此，我们得出：新混合结构的密钥分发管理效率更高。……