無線傳感器網(wǎng)絡(luò)若干關(guān)鍵安全技術(shù)的探討

李貴明 ，1976年12月出生 ，男，漢族，籍貫：浙江永康人，大學(xué)本科，職稱：工程師，研究方向：電力信息

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，無線傳感器技術(shù)因其方便快捷的特點(diǎn)普遍應(yīng)用于人們的日常生活和生產(chǎn)活動中。無論是科技、教育、醫(yī)療、衛(wèi)生建設(shè)，還是國防軍隊(duì)建設(shè)，都廣泛應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性問題必須得到應(yīng)有的重視，要避免信息泄露等網(wǎng)絡(luò)安全問題的發(fā)生。本文從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全現(xiàn)狀出發(fā)，闡述了傳感器網(wǎng)絡(luò)安全面臨的主要問題，并且分析了影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性能的相關(guān)因素，最后提出了改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的措施。

關(guān)鍵詞：無線傳感器 安全技術(shù) 策略分析

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活和生產(chǎn)中，如醫(yī)療、衛(wèi)生、科技、教育，甚至國防軍隊(duì)建設(shè)領(lǐng)域。無線傳感器價(jià)格便宜、體積較小，使用方便，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)極大方便了人們的生產(chǎn)生活。但是由于一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的因素的影響，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，必須重視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵安全技術(shù)，認(rèn)清當(dāng)前存在的一些網(wǎng)絡(luò)安全問題，分析指出影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的因素，并提出較為合理的加強(qiáng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的對策。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題分析

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在監(jiān)測區(qū)域設(shè)置大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)，并利用無線通信的方式形成多條自組織網(wǎng)絡(luò)。這些微型傳感器價(jià)格比較便宜，并且體積較小。在信息技術(shù)領(lǐng)域，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)新的研究方向，涉及到軍事安全、森林防火、環(huán)境監(jiān)測、交通管制等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景十分廣闊。但是，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)本身的一些特點(diǎn)，如傳感器節(jié)點(diǎn)眾多，缺乏專人照看等，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題比較突出，除此以外，網(wǎng)絡(luò)安全的體制機(jī)制比較欠缺也是制約無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的因素之一。

1.1 網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制欠缺

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制尚存在一些不足，在通信方面、組織方面和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能力方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有一定的局限性，而比較成熟而全面的系統(tǒng)化的安全保護(hù)技術(shù)對組織、通信和節(jié)點(diǎn)能量的要求較高，所以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體的效率受到了一定限制。同時(shí)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理設(shè)計(jì)階段的安全隱患比較多，影響網(wǎng)絡(luò)的有效性，使得整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到不良影響。

1.2 節(jié)點(diǎn)組織隨機(jī)性和自組織性

由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)體系，但是對自組織網(wǎng)絡(luò)，沒有比較科學(xué)系統(tǒng)的制度進(jìn)行保證，致使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有一定的自發(fā)性，并且網(wǎng)絡(luò)體系存在不穩(wěn)定性，存在一定的安全隱患。除此以外，傳感器節(jié)點(diǎn)組織的位置比較隨機(jī)，在進(jìn)行物理布置前無法確定節(jié)點(diǎn)之間的具體位置，這也給網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)工作帶來一定程度的挑戰(zhàn)。

1.3 通信質(zhì)量不可靠

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量不可靠體現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)的通道比較不穩(wěn)定，而且網(wǎng)絡(luò)中的多條路由使得網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)延遲現(xiàn)象。對于重要的信息，存在被攔截的可能，甚至存在被泄露信息的隱患，網(wǎng)絡(luò)通信的安全性難以保障。

1.4 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中能量有限

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系中，傳感器的正常工作需要消耗的能量比較大，在整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)體系中布置好眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)后，傳感器節(jié)點(diǎn)的更換難度就非常大。與此同時(shí)，體系中的其他無線設(shè)備也是需要充電的，如果不及時(shí)對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行充電，那整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系就不能高效持續(xù)使用，進(jìn)而影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。所以，要不斷研究開發(fā)耗能較低的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能更加持續(xù)健康發(fā)展。

2 影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性能的因素

目前來看，造成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題的因素主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是防御手段，一個(gè)是攻擊方法。這里主要分析攻擊方法中的擁塞攻擊和碰撞攻擊。

擁塞攻擊是指，破壞方在知曉被破壞一方的網(wǎng)絡(luò)通信的頻率后，利用無線電波對其頻點(diǎn)附近的區(qū)域發(fā)射信號進(jìn)行干擾。在發(fā)生擁塞攻擊時(shí)，相應(yīng)的防御手段是要轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的頻率。碰撞攻擊是指，在發(fā)包正常的節(jié)點(diǎn)時(shí)，破壞方會附加另外的數(shù)據(jù)包，使得被破壞方的數(shù)據(jù)信息與附加的數(shù)據(jù)包信息疊加，不能有效分離出來，影響了無線網(wǎng)絡(luò)的正常通信。對碰撞攻擊的預(yù)防方法是，設(shè)立一個(gè)監(jiān)聽系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)要具備信息糾錯(cuò)功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有疊加的數(shù)據(jù)包時(shí)，要及時(shí)的將其清除掉，保證數(shù)據(jù)傳輸安全進(jìn)行。

3 改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的措施

3.1 安全路由技術(shù)

安全路由技術(shù)主要目的就是要盡量的節(jié)省無線傳感器節(jié)點(diǎn)處的能量。但是在信息傳播過程中，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳播范圍較大，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)往往會遭到嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)攻擊。例如，DD路由協(xié)議就是使用泛洪攻擊來惡意的攔截相關(guān)數(shù)據(jù)信息，然后寄發(fā)hello數(shù)據(jù)包，阻礙信息的正常傳輸。這可以使用SPINS協(xié)議，這個(gè)協(xié)議由SNEP協(xié)議和TESLA協(xié)議組成，可以一定程度上緩解信息外漏，相應(yīng)的加強(qiáng)了攻擊的防御能力，保證了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系的安全性。

3.2 密鑰管理技術(shù)

密鑰管理技術(shù)主要是對稱密鑰機(jī)制的管理技術(shù)，具體有預(yù)共享和非預(yù)共享的密鑰管理模式，概率性的或是確定性的密鑰分配模式。密鑰管理主要管理的是在生成密鑰直到密鑰失效的周期中出現(xiàn)的種種問題。作為加密系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，密鑰管理很容易造成信息泄露。

3.3 密碼技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全需要先進(jìn)的密碼技術(shù)來保障，可以加大密碼中的數(shù)據(jù)長度和代碼長度，這樣，信息外泄的幾率就會減小，從而保證通信數(shù)據(jù)的安全有效。但是，對稱密鑰算法和不對稱的密鑰算法的應(yīng)用更為廣泛，因?yàn)槠涿艽a設(shè)定比較簡單，同時(shí)算法的保護(hù)力度更大。所以，要依據(jù)不同的通信設(shè)備，選擇不同的密碼技術(shù)。例如，如果通信設(shè)備的性能不是很高，選擇MISTY1技術(shù)更好一點(diǎn)；而若是通信設(shè)備的性能較好，選擇AuraT技術(shù)算法更好。

4 總結(jié)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其便捷和先進(jìn)的特點(diǎn)在諸多領(lǐng)域內(nèi)廣泛使用，對其的網(wǎng)絡(luò)安全問題要格外加以重視。具體是要分清無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的影響因素，并制定相應(yīng)的防御對策。與此同時(shí)，必須要結(jié)合安全路由技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和密碼技術(shù)等手段，來提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性能。

參考文獻(xiàn)

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