بهبود عملکرد الگوریتم های مدیریت کلید در شبکه های حس گر

ویژگی¬های منحصر به فرد شبکه¬های حس¬گر بی¬سیم موجب شده است تا شاهد کاربردهای آن در عرصه¬های گوناگون باشیم. کمتر حوزه¬ای را می¬توان یافت که ردپایی از شبکه¬های حس¬گر در آن یافت نشود. هر جا که گردآوری اطلاعات از محیط مورد نیاز باشد، و این کار از سایر فناوری¬ها ساخته نباشد، حضور شبکه¬های حس¬گر را می¬توان حس کرد. کاربردهای وسیع این شبکه¬ها، توجه دانشمندان و پژوهشگران را به خود معطوف داشته و موجب پیشرفت بیش از پیش فناوری¬های مربوط به آن شده است. همین خصوصیات مثبت، دشواری¬هایی را در تأمین امنیت شبکه¬های حس¬گر به وجود آورده است. ساز و کارهای معمول برای سایر شبکه¬ها، در اینجا کارگر نمی¬افتد. به همین دلیل است که موضوع تأمین امنیت شبکه¬های حس¬گر، به یک موضوع پیچیده و قابل توجه پژوهشی تبدیل شده است. می¬توان گفت تمام پروتکل¬های امنیتی معمول را باید برای شبکه¬های حس¬گر سفارشی کرد. نخستین گام برای داشتن یک شبکه حس¬گر امن، توزیع کلید میان گره¬هاست. یک طرح توزیع کلید بیان می¬کند که به هر حس¬گر باید چه کلیدهایی را اختصاص داد؛ به¬طوری¬که گره¬هایی که نیاز به ارتباط امن دارند بتوانند از یک کلید مشترک برای این کار استفاده کنند. یک طرح توزیع کلید باید محدودیت¬های بسیاری را در نظر بگیرد که میزان حافظه مصرفی و سربار مخابراتی و محاسباتی از آن جمله¬اند. از سوی دیگر، یکی از خطرات مهم و محتملی که امنیت شبکه¬های حس¬گر را تهدید می¬کند، تسخیر حس¬گرها توسط افراد غیرمجاز است؛ به¬طوری¬که اطلاعات ذخیره شده بر روی گره و اختیار هدایت آن به دست دشمن بیافتد. با تسخیر یک گره، نه تنها ارتباطات میان گره تسخیر شده و همسایگانش فاش می¬شود، بلکه با به دست آوردن کلیدها، سایر ارتباطات میان گره¬های تسخیر نشده نیز که از کلیدهای مشابه استفاده می¬کنند، به دست دشمن می¬افتد. میزان ارتباطات آشکار شده، کاملاً به طرح توزیع کلید مورد استفاده بستگی دارد. هر چه درصد ارتباطات آشکار شده به ازای تعداد ثابت گره تسخیر شده کمتر باشد، طرح توزیع کلید را مقاوم¬تر در برابر تسخیر گره می¬خوانند. در این رساله، پس از ارائه دو معیار جدید ارزیابی طرح¬های توزیع کلید و نیز تحلیل طرح¬های موجود، یک طرح و دو فن جدید برای بهبود عملکرد طرح¬های توزیع کلید معرفی می¬شود. طرح جدید، مقاومت بهتری در برابر تسخیر گره دارد. فنون جدید را نیز می¬توان بر روی دسته بزرگی از طرح¬های توزیع کلید (طرح-های موسوم به تصادفی) و حتی بر روی طرح جدید اعمال کرد و مقاومت آن¬ها را در برابر حمله تسخیر، ارتقاء داد. طرح و فنون جدید، میزان حافظه مصرفی را افزایش نمی¬دهند و سربار قابل توجهی به شبکه تحمیل نمی¬کنند. محاسبات انجام شده نشان می¬دهد که میزان افزایش مقاومت در برابر تسخیر گره، بسیار زیاد است.