吴苗苗，张勇，曹瑞峰

（盐城师范学院数学与统计学院，江苏盐城224002）

基于组合设计框架的无线传感器网络密钥预分配方案

吴苗苗，张勇*，曹瑞峰

（盐城师范学院数学与统计学院，江苏盐城224002）

本文研究了基于超单纯平衡不完全区组设计的无线传感器网络的密钥预分配方案。主要采用了基于部分平衡t设计的组合研究框架，运用matlab仿真方法对该方案的基本度量进行计算和分析，发现该方案与基于指数为1的平衡不完全区组设计的方案相比，保持了连通性，适当牺牲了弹性，但获得了更大的实用性。

无线传感器网络；密钥预分配方案；部分平衡t设计；BIBD

无线传感器网络是由若干个具有有限存储能力、有限能量和有限计算能力的小的传感器节点组成的自适应网络。节点间能够彼此通信来积累信息，并以安全的方式将其传递给基站。由于这种通信通常发生在敌对区里，因此需要对信息进行加密或认证。公钥密码方案由于其计算量大以及昂贵的计算成本，因此不适宜作为加密方案。通常采用密钥预分配方案(KPS)，即在节点分发前将安全密钥预先安装在每个传感器节点上。影响KPS的主要因素(基本度量)有网络规模、存储要求、网络连通性和网络弹性。设计一个好的KPS方案的根本问题是如何平衡上述指标。

现有基于组合设计的KPS方案[1-3]中，Paters on和Stinson引入了部分平衡t设计的概念，建立了无线传感器网络的密钥预分配方案的组合研究框架[1]。指数为1的平衡不完全区组设计(BIBD)[4]作为部分平衡2设计有较好的弹性和连通性，但指数的限制使其在实际使用中有一定局限性。……