摘要：提出了一种基于密钥预分配无线传感器网络中的加密方案。方案在加密过程中使用了计数器和消息认证码，从而较好地满足了传感器网络安全需求。同时，考虑到传感器节点资源有限的特点，方案中相关协议和算法都比较简单，并完全避开了代价昂贵的公钥运算，从而使得方案计算、存储和通信开销都比较小，执行效率大大提高。关键词：无线传感器网络加密安全方案一、引言近年来，随着无线通信、集成电路、嵌入式计算及微机电系统等技术的飞速进展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型无线传感器开始在世界范围内出现。这些传感器具有低成本、低功耗、多功能等特点和无线通信、数据采集、信息处理、协同合作等功能。由这些微型传感器节点构成的传感器网络，能够协调地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，从而获得详尽而准确的信息，将其传送到需要这些信息的用户。因此，传感器网络[1]是信息感知和采集的一场革命，它能够在任何时间、任何地点和任何环境条件下提供大量详实可靠的信息，因而可以被广泛应用于军事斗争、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业和反恐抗灾等领域。由于传感器网络一般配置在恶劣环境、无人区域或敌方阵地中，加之无线网络本身固有的脆弱性，因而传感器网络安全[2,3]引起了人们的极大关注。传感器网络的许多应用（如军事目标的监测和跟踪等）在很大程度上取决于网络的安全运行，一旦传感器网络受到攻击或破坏，将可能导致灾难性的后果。如何在节点计算速度、电源能量、通信能力和存储空间非常有限的情况下，通过设计安全机制，提供机密性保护和身份认证功能，防止各种恶意攻击，为传感器网络制造一个相对安全的工作环境，是一个关系到传感器网络能否真正走向有用的关键性问题。传感器网络的讨论始于 20 世纪 90年代末期，但安全问题的讨论成果近几年才陆续出现，各种安全方案[4~13]不断被提出。但由于传感器网络还未被真正地模型化和量化，无线传感器网络安全方案正处于理论讨论阶段，距离实际应用和形成普遍接受的标准还相差甚远。的组织结构如下：第 2 节给出了无线传感器网络的安全需求；第 3 节全面描述了消息加密方案中有关的协议和算法；第 4 节详细分析了方案的安全性和效率；第 5 节对全文进行总结得出结论。二、无线传感器网络的安全需求传感器网络具有许多鲜亮特点，如通信能力有限、电源能量有限、计算速度和存储空间有限...
