陈妮 马姝颖 李晓钰

摘要：提出了一种分簇式传感器网络的改进矩阵密钥预分配方案。该方案利用Blom矩阵生成密钥，并完成密钥的预分配，使得传感器网络中所有节点间都能相互通信，并减少了簇头的存储空间。同时可随着网络的拓扑变化来更新密钥信息，从而能够进一步提高网络安全性。

关键词：分簇型传感器网络;矩阵;密钥

1.前言

随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络广泛使用于各个领域。但由于网络自身的一些特性，使得无线传感器网络在安全性能上面临很大的挑战，因此安全对传感器网络来说是很重要的问题。在其安全机制中，认证和加密是重要的部分，故密钥管理也是其中最基本的部分。

目前已提出了许多密钥管理方案，有用于分布式传感器网络的，也有分簇式传感器网络的，而密钥主要基于矩阵、身份、多项式、逻辑密钥树、格、椭圆曲线、方程组等方式产生。

而基于矩阵的密钥生成主要采用Blom矩阵[1][2]、LU矩阵。本文是基于Blom矩阵上进行改进的对密钥预分配方案。

2.改进的矩阵对密钥预分配方案

2.1网络结构

方案采用三层分簇式网络体系结构。网络中的节点可分为三类：基站，簇头，普通节点。基站的能量和存储能力不受限制，它主要负责整个网络的运行，并且假设基站是安全的。而相对于普通节点，簇头也拥有较高的信息处理能力和存储能力。所有节点都可以采用多跳或单跳的方式进行相互通信。

2.2 改进的矩阵对密钥预分配方案