大规模Adhoc网络中一种高效的组密钥协商协议摘要：移动Adhoc网络自身的特点决定了该网络中节点资源的有限性，所以在移动Adhoc网络中构建组密钥协商协议时,应尽量减少节点的资源开销。为了解决这个问题，提出了一种基于分簇－K叉树组模型结构的组密钥协商协议――CKT－ECC协议。该协议在分簇－K叉树组模型结构上，采用椭圆曲线密码体制实施密钥协商和分配，使得节点在密钥协商过程中具有低计算开销和低通信开销的优势。与GDH、TGDH组密钥协商协议相比，本协议有效地降低了节点在密钥协商过程中的计算开销和通信开销，适用于大规模移动Adhoc网络。关键词：Adhoc网络；组密钥协商；椭圆曲线；簇；K叉树中图分类号：TP309.7文献标志码：A文章编号：1001－3695(2008)06－1817－05移动Adhoc网络是一种新型的移动多跳无线网络，与传统的无线网络不同，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心。其特点是动态的拓扑结构、有限的资源、多跳的通信以及脆弱的网络安全等。显然传统的密钥协商协议不能够直接应用于移动Adhoc网络。根据移动Adhoc网络自身的特征，在该网络中进行密钥的协商和分配时，必须做到不占用节点大量的资源；同时还要求所设计的密钥协商协议能够适用于大规模的移动Adhoc网络。?ノ南?[1~3]提出的GDH组密钥协商协议中，最后一个组成员相当于整个组的控制者，它承担了大量的计算和通信工作，需要具有较高的能量。而移动Adhoc网络中所有节点的资源都是有限的，且能量较低，因此在大规模移动Adhoc网络中采用GDH协议进行密钥协商和分配时会受到单个节点自身资源的限制。文献[4]提出的TGDH协议避免了单个节点承担过多计算和通信开销的问题，但该协议中每个节点均要分担较多的计算和通信开销。因而，该协议也很难适用于大规模移动Adhoc网络。?ノ南?[1~4]所提出的组密钥协商协议都没有很好地解决在大规模移动Adhoc网络中进行组密钥协商时，所遇到的节点能量受限问题。这就使得在移动Adhoc网络中应用这些组密钥协商协议时会受到网络规模的限制。?ケ疚奶岢隽艘恢指咝У氖视糜诖蠊婺Ｒ贫?Adhoc网络的组密钥协商协议CKT－ECC协议，该协议较好地解决了在大规模移动Adhoc网络中，进行密钥协商与分配时所遇到的节点能量受限问题。CKT－ECC协议在分簇－K叉树组模型结构上，采用椭圆曲线密码体制实施密钥协商和分配，使得节点在密钥协商过程中具有低计算开销与低通信开销的优势。本协议与GDH、TGDH组密钥协商协议相比，有效地降低了节点的计算和通信开销，适用于大规模的移动Adhoc网络。??1DECA聚簇算法描述??DECA[5]聚簇算法能够将移动Adhoc网络中的所有节点划分成互不相交的簇，并为每个簇选择一个合适的簇头管理该簇。根据网络情况周期性地运行该算法可以有效地保证网络划分的合理性以及产生的簇头的合理性。??DECA聚簇算法中每个节点都维护一张邻居列表。定义myScore函数为myScore=w1E+w2C+w3I。其中：E表示节点的剩余能量；C表示节点的连通性；I表示节点标志号，且∑??3??j=1wi=1。myScore函数用来计算某个节点声明它自身为簇头的延迟时间。延迟时间的值通常在0到设定的上限D??max值之间，其中D??max是一个需要小心选择的参数。为了保证该算法能够快速地在一定的时间内结束，设定了该算法结束的最大时间值T??stop，这个参数的选择需要考虑到节点的计算能力以及节点的移动性。??DECA聚簇算法共分为三个阶段，其代码如下：??a)Start－Clustering－Algorithm()??(a)myScore=w1E+w2C+w3I;??(b)delay=(1000-myScore)/100;??(c)if(delay<0)??(d)thenbroadcastCluster(myId,myCid,myScore);??(e)elsedelayAnnouncement);??(f)Scheduleclusteringtermination.??b)Receiving－Clustering－Message(id,cid,score)??(a)if(id==cid)??(b)thenif(myCid==UNKNOWN)??(c)thenif(score>myScore)??(d)thenmyCid=cid;??(e)cancelDelayAnnouncement();??(f)broadcastCluster(myId,myCid,score);??(g)elseif(score>myScore)??(h)thenif(myId==myCid)??(i)thenneedConversion=true;??(j)elseconvertToNewCluster();??c)Finalize－Clustering－Algorithm()??(a)if(needConversion)??(b)thenif(!amIHeadforAnyOth...