La distribución de claves es un tema importante en el diseño de redes de sensores inalámbricos (WSN) [1] . Las WSN son redes de dispositivos pequeños, alimentados por batería y con restricción de memoria, llamados nodos sensores , que tienen la capacidad de comunicación inalámbrica en un área restringida. [1] Debido a las limitaciones de memoria y energía, deben estar bien organizados para construir una red completamente funcional.
Esquemas de distribución de claves
La predistribución de claves es el método de distribución de claves en los nodos antes de la implementación. Por lo tanto, los nodos construyen la red utilizando sus claves secretas después del despliegue, es decir, cuando alcanzan su posición objetivo.
Los esquemas clave de predistribución son varios métodos que han sido desarrollados por académicos para un mejor mantenimiento de la gestión de PEA en las WSN. Básicamente, un esquema de predistribución clave tiene 3 fases:
- Distribución de claves
- Descubrimiento de claves compartidas
- Establecimiento de la clave de ruta
Durante estas fases, se generan claves secretas, se colocan en los nodos de sensor , y cada nodo de sensor busca en el área en su rango de comunicación para encontrar otro nodo para comunicarse. Se establece un enlace seguro cuando dos nodos descubren una o más claves comunes (esto difiere en cada esquema) y la comunicación se realiza en ese enlace entre esos dos nodos. Posteriormente, se establecen caminos que conectan estos enlaces, para crear un gráfico conectado. El resultado es una red de comunicación inalámbrica que funciona a su manera, de acuerdo con el esquema de predistribución clave utilizado en la creación.
Hay una serie de aspectos de las WSN en los que los esquemas de predistribución clave compiten para lograr un mejor resultado. Los más críticos son: conectividad local y global y resiliencia.
La conectividad local significa la probabilidad de que dos nodos sensores tengan una clave común con la que puedan establecer un enlace seguro para comunicarse.
La conectividad global es la fracción de nodos que se encuentran en el gráfico conectado más grande sobre el número de todos los nodos.
La resiliencia es la cantidad de enlaces que no pueden verse comprometidos cuando varios nodos (por lo tanto, claves en ellos) están comprometidos. Entonces, es básicamente la calidad de la resistencia contra los intentos de piratear la red. Aparte de estos, otros dos problemas críticos en el diseño de WSN son el costo computacional y el costo del hardware. El costo computacional es la cantidad de cálculo realizado durante estas fases. El costo del hardware es generalmente el costo de la memoria y la batería de cada nodo.
Las claves se pueden generar aleatoriamente y luego los nodos determinan la conectividad mutua. [2] Un enfoque estructurado basado en matrices que establece claves por pares se debe a Rolf Blom. [3] Existen muchas variaciones del esquema de Blom . Así, el esquema de Du et al. combina el esquema de distribución previa de claves de Blom con el método de distribución previa de claves aleatorias con él, proporcionando una mejor resistencia. [4]
Ver también
Referencias
- ^ Akyildiz, IF, W. Su, Y. Sankarasubramaniam y E. Cayirci, "Una encuesta sobre redes de sensores", IEEE Communications Magazine, vol.40, no.8, pp. 102-114, agosto de 2002.
- ^ Eschenauer, L. y VDGligor, "Un esquema de gestión de claves para redes de sensores distribuidos", en Actas de la novena conferencia ACM sobre seguridad informática y de comunicaciones, Washington DC, Estados Unidos, 18 al 22 de noviembre de 2002, 41-47.
- ^ Blom, R .. Una clase óptima de sistemas de generación de claves simétricas. Advances in Cryptology: Proceedings of EUROCRYPT 84 (Thomas Beth, Norbert Cot e Ingemar Ingemarsson, eds.), Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag, 209: 335–338, 1985.
- ^ Du, W. et al., Un esquema de distribución previa de claves por pares para redes de sensores inalámbricos. Transacciones de ACM sobre seguridad de la información y los sistemas, vol. 8, No. 2, mayo de 2005, páginas 228–258 http://www.cis.syr.edu/~wedu/Research/paper/ccs10_sensor.pdf