無線傳感器網(wǎng)絡安全探討

史媛 張俊蓮

摘要：無線傳感器作為一種新興的技術，在環(huán)境監(jiān)測和軍事監(jiān)測等領域有著廣闊的應用前景。它不僅為主體內(nèi)部數(shù)據(jù)的保存和傳輸提供了方便，而且極大地促進了我國無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展。然而，從目前的使用情況來看，仍然存在問題和負面影響，特別是對無線傳感器網(wǎng)絡安全防御方面。必須用必要的方法來解決這些問題。本文主要介紹了無線傳感器的網(wǎng)絡安全問題及相應的解決方案。

關鍵詞：無線傳感器；網(wǎng)絡；安全；防范對策

1 前言

進入21世紀以來，無線傳感器網(wǎng)絡已成為無線通信和計算機網(wǎng)絡的重點。隨著網(wǎng)絡技術和無線通信技術的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡在處理和獲取海、陸、空綜合信息方面的優(yōu)勢越來越明顯，尤其是其微處理能力。無線傳感器網(wǎng)絡是無線通信技術和網(wǎng)絡技術的主要延伸，其研究領域廣泛而深入。因此，無線傳感器網(wǎng)絡本身的安全性已成為人們關注的首要問題。

2 無線傳感器網(wǎng)絡概述

無線傳感器網(wǎng)絡是一種以大量的外部傳感器作為末梢的分布傳感網(wǎng)絡，這些傳感器可以以無線的方式進行外部通信。由于網(wǎng)絡靈活性非常高，而且三次元涵蓋面極廣，所以被認為在軍事上有很大的發(fā)展?jié)摿?，近些年來更進一步進行了大量的民用應用研究。但民間的技術力畢竟與軍方有一定的差距，所以無線傳感器網(wǎng)絡在民用領域的應用推廣面臨了一系列的困難，安全技術問題正是其中一例。

3 無線傳感器網(wǎng)絡的安全問題分析

無線傳感器網(wǎng)絡具體指的是，將監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大規(guī)模廉價的微型傳感器節(jié)點詳細部署，利用無線通信的方法來將多條自組織網(wǎng)絡有所形成。因為無線傳感器網(wǎng)絡的自身特征，會造成無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)生多種多樣的安全問題。

3.1缺乏有效的安全機制

由整個無線傳感器網(wǎng)絡的建立就可以發(fā)現(xiàn)，無線傳感器網(wǎng)絡體系無論是傳感器的節(jié)點布置，還是在網(wǎng)絡組織安排上都存在著極大的隨機性，使得其網(wǎng)絡通信帶有很大的局限性，這些缺點使現(xiàn)代成熟的網(wǎng)絡安全技術不能夠在這個網(wǎng)絡體系中進行運用。而僅僅在物理方面對這個無線網(wǎng)絡體系進行保護并沒有實質(zhì)性的效果，網(wǎng)絡通信方面隱患較大，很容易受到其他方面的攻擊。

3.2能量中的有限性

在無線傳感器網(wǎng)絡體系中，傳感器的使用需要較大的能耗，但是當這些傳感器節(jié)點在整個網(wǎng)絡體系中布置完成后，再想進行節(jié)點的替換，其難度就非常大了，而且在這個網(wǎng)絡體系中有些無線設備是需要進行充電的，充電的不及時也會影響到整個網(wǎng)絡體系的運用，因此開發(fā)出低能耗的無線網(wǎng)絡設備對無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展至關重要。

3.3節(jié)點組織以及自組織的隨機性

無線傳感器的網(wǎng)絡體系是由大規(guī)模的傳感器而構(gòu)成的，會缺失規(guī)范系統(tǒng)化的保障制度，所以會帶有自發(fā)性。不可以將網(wǎng)絡體系的安全和穩(wěn)定有所保障，并且在節(jié)點的組織方面也會存在隨機性，在他們之間所存在的位置中，在位置確定之前不能夠得到確定，所以不可以將保護工作有所實現(xiàn)。

3.4通信中的不可靠性

在通道問題方面不夠穩(wěn)定，同時很多條路由存在較強的延遲性，不可以將網(wǎng)絡通信中的安全性有所保證，一些較為重要的信息，很有可能受到攔截，也就是會對其泄漏，不安全的網(wǎng)絡通信，不能夠?qū)⑿畔踩械膫鬏斢行ПＷC。

4 提高無線傳感器網(wǎng)絡安全技術的相關建議

4.1密碼技術

在無線傳感器網(wǎng)絡通信的過程中，由于無線傳感器的設備布置本身存在著一定的不足，使得現(xiàn)代發(fā)展成熟的網(wǎng)絡安全技術不能夠在其中進行使用，因此網(wǎng)絡安全隱患較大，而密碼技術可以有效減小這個安全隱患，對網(wǎng)絡安全有著巨大的幫助。在采用密碼技術進行保障無線網(wǎng)絡信息安全過程中，可以增加密碼中代碼的長度和復雜度，以增強無線網(wǎng)絡信息的保護力度，實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的安全性。在日常生活中，不對稱秘鑰和對稱秘鑰的運用最為廣泛，其主要原因就是這種密碼技術的保護力度較強，而且在設置上較為簡便快捷。

4.2安全數(shù)據(jù)融合

無線傳感器網(wǎng)絡技術在通俗的說法上，就是通過利用相關信息數(shù)據(jù)進行組合而成，一般是把相關數(shù)據(jù)進行融合與剔除工作后再傳送到使用者的手上，因此，在進行傳輸工作時要做好數(shù)據(jù)在安全層面的融合。而融合的節(jié)點一般是附和在安全的節(jié)點上，在進行融合工作后，將相關數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦┗局羞M行檢測與評價，進而達到為融合的結(jié)果在真實性、安全性與合理性上提供保障。

4.3密鑰管理技術

近幾年以來，我國在密鑰管理技術的運用上主要是對稱性密鑰，目前主要有確定性與概率性的分配模式、預共享式與非預共享式的密鑰模式。其中，分配模式一般是在密鑰共享有效時才能進行可計算概率的模式，而確定性的分配模式，則需要兩個進行交換的數(shù)據(jù)在節(jié)點間有共享的密鑰，而這兩種模式在工作的過程中都具有嚴謹性，因此可以提高無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的安全。

4.4安全路由技術

在無線傳感器網(wǎng)絡的使用過程中，雖然各個小型傳感器的布置較為隨意，但是在布置后不可以隨意更換，其網(wǎng)絡節(jié)點處的設備充電也較為不便，節(jié)約能量消耗成為了一個問題。而這個過程中，為了實現(xiàn)節(jié)能消耗延長無線網(wǎng)絡的使用年限，提出了各種路

由協(xié)議便于皆能減耗，但是卻忽略了路由中的信息傳輸安全性問題，增加了在通信中路由受到攻擊的可能性。當用戶將消息發(fā)送出去后，很容易使得破壞方通過泛洪攻擊的方式來截取發(fā)送的信息，使得網(wǎng)絡通信出現(xiàn)障礙。在實際應用中，專業(yè)人士提出了多種路由協(xié)議，包括 SPINS 協(xié)議和多路徑路由機制，但是都需要進行改進，最終會實現(xiàn)路由技術的安全性。

5 結(jié)語

總而言之，自步入到21世紀以后，由于科學技術的不斷進步跟發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡自身的安全性問題開始變成了無線傳感器技術當中最為主要的一項問題。最近這些年，雖然無線傳感器網(wǎng)絡獲得了一定的研究成果，可是，因為受到其自身物理特性跟外界種種因素的制約和影響，在研究無線傳感器網(wǎng)絡上還面對著很大的挑戰(zhàn)，還有許多領域跟問題有待進一步去探索跟解決。

參考文獻

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