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随着人们对移动通信日益增长的需求,移动通信技术得到了快速发展和普及。移动自组织网络以其灵活机动、组网快速等优势,广泛应用于军事领域、灾后营救等重要领域。由于MANET无线开放的网络环境、动态拓扑结构变化、缺乏基础设施以及网络能力受限等特点,相对于传统网络更容易遭受到各种安全攻击,MANET网络安全研究一直备受学者关注,而组密钥管理是MANET网络安全的核心问题。在常用研究手段中,网络仿真为MANET网络的研究提供了一个方便、有效、低成本的研究途径。因此,MANET的组密钥仿真研究是十分必要的。 本文旨在设计并实现基于HLA/RTI的MANET网络仿真环境,能够仿真MANET网络节点的基本行为,并且将其应用到MANET组密钥仿真中。本文将MANET节点映射为HLA中的盟员,将MANET网络映射为HLA中的联盟,将MANET节点的协议栈分为三层:RTI接口层、网络层、应用层。MANET网络仿真系统共有四大个功能模块:无线通信模块、组网模块、路由模块和仿真应用接口模块,通过各层各模块之间的分工合作,可以构建基本的MANET网络仿真环境。 论文还提出了基于区域的密钥管理方案,将组内节点划分为两个层次,设计了三种密钥:组密钥、领导密钥和区域密钥。采用两层加密通信机制,给出了安全通信协议,来保证传送数据的机密性和完整性。同时还给出了密钥生成与密钥维护方法,并且通过安全模型及攻击模型证明该方案满足安全性要求。 最后,本文利用pRTI1516软件作为运行支撑环境,在基于HLA/RTI的MANET系统仿真中实现了基于区域的MANET组密钥管理方案,给出了MANET仿真节点和统计节点的执行流程及关键代码。利用仿真环境,分别对不同节点移动率、节点密度、节点加入/离开比以及不同类型网络通信量进行分析,获取在不同区域值下的网络通信量,找到该组密钥管理方案的最佳的区域值,以使系统网络通信最小。同时,本文将基于最佳区域值的方案与平面结构对比来证明其高效性。