基于位置时间组合的弹药组网密钥管理方法

余孝安，夏 彬，曹少珺

（西安机电信息技术研究所，陕西 西安710065）

0 引言

弹药组网是无线传感器网络在军事领域的一种应用，将一定量的子弹药作为传感器节点部署到目标周边或者战场前沿，节点间采用无线通信方式自发地组成一个网络，彼此交联信息，适时地协同完成战场监测及目标毁伤任务。由于弹药组网部署于战场前沿等暴露环境，敌方有可能通过技术手段对传输的信息进行窃听、截取或伪造，所以需要对通信进行加密处理。几乎所有的加密技术都依托于密钥，而对密钥进行管理是保证弹药组网安全的核心环节［1］。

通常情况下，由于没有固定的基础设施支持，基于基站的密钥管理方法无法应用于弹药组网的密钥管理［2］；文献［3］提出了密钥池对每个节点随机分配密钥链的方法，文献［4］在文献［3］的基础上加入部署模型进行了改进，这两种方法都无需基站参与而通过随机预置的密钥对完成密钥管理，但这类方法存在安全连通性与抗俘获能力无法同时兼顾的矛盾。文献［5］提出了基于位置信息的移动终端密钥管理方法，在移动终端预置少量共享密钥的条件下提高了连通率，但此方法不适用于静态部署的弹药组网。本文针对现有弹药组网密钥管理方法存在的问题，提出了基于位置时间组合的弹药组网密钥管理方法。

1 弹药组网结构及安全连通与抗俘获能力

1.1 弹药组网结构

图1是一种封控子弹药组网的拓扑图，该组网由地雷节点、簇头节点及网关节点三类节点通过分簇结构组成网络，通过类似LEACH 算法的方式完成网络的拓扑，完成战场区域封锁任务［6］。……