无线传感器网络若干关键安全技术的探讨

李贵明 ，1976年12月出生 ，男，汉族，籍贯：浙江永康人，大学本科，职称：工程师，研究方向：电力信息

摘 要：随着计算机技术的不断发展进步，无线传感器技术因其方便快捷的特点普遍应用于人们的日常生活和生产活动中。无论是科技、教育、医疗、卫生建设，还是国防军队建设，都广泛应用无线传感器网络。因此，无线传感器网络的安全性问题必须得到应有的重视，要避免信息泄露等网络安全问题的发生。本文从无线传感器网络的安全现状出发，阐述了传感器网络安全面临的主要问题，并且分析了影响无线传感器网络安全性能的相关因素，最后提出了改进无线传感器网络安全技术的措施。

关键词：无线传感器 安全技术 策略分析

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

目前无线传感器网络技术广泛应用于人们的日常生活和生产中，如医疗、卫生、科技、教育，甚至国防军队建设领域。无线传感器价格便宜、体积较小，使用方便，无线传感器网络极大方便了人们的生产生活。但是由于一些无线传感器网络安全的因素的影响，现在的网络安全技术面临着巨大的挑战。因此，必须重视无线传感器网络的关键安全技术，认清当前存在的一些网络安全问题，分析指出影响无线传感器网络安全技术的因素，并提出较为合理的加强无线传感器网络安全技术的对策。

1 无线传感器网络的安全问题分析

无线传感器网络是在监测区域设置大量的微型传感器节点，并利用无线通信的方式形成多条自组织网络。这些微型传感器价格比较便宜，并且体积较小。在信息技术领域，无线传感器网络成为一个新的研究方向，涉及到军事安全、森林防火、环境监测、交通管制等多个领域，发展前景十分广阔。但是，由于传感器网络本身的一些特点，如传感器节点众多，缺乏专人照看等，无线传感器网络安全问题比较突出，除此以外，网络安全的体制机制比较欠缺也是制约无线传感器网络应用的因素之一。

1.1 网络安全机制欠缺

无线传感器网络的安全机制尚存在一些不足，在通信方面、组织方面和网络节点的能力方面，无线传感器网络有一定的局限性，而比较成熟而全面的系统化的安全保护技术对组织、通信和节点能量的要求较高，所以无线传感器网络系统整体的效率受到了一定限制。同时，在无线传感器网络的物理设计阶段的安全隐患比较多，影响网络的有效性，使得整个无线网络系统受到不良影响。

1.2 节点组织随机性和自组织性

由于无线传感器网络是众多的传感器节点组成的自组织网络体系，但是对自组织网络，没有比较科学系统的制度进行保证，致使无线传感器网络有一定的自发性，并且网络体系存在不稳定性，存在一定的安全隐患。除此以外，传感器节点组织的位置比较随机，在进行物理布置前无法确定节点之间的具体位置，这也给网络的安全保护工作带来一定程度的挑战。

1.3 通信质量不可靠

无线传感器网络的通信质量不可靠体现在，网络的通道比较不稳定，而且网络中的多条路由使得网络通信出现延迟现象。对于重要的信息，存在被拦截的可能，甚至存在被泄露信息的隐患，网络通信的安全性难以保障。

1.4 无线网络系统中能量有限

无线传感器网络体系中，传感器的正常工作需要消耗的能量比较大，在整个无线网络体系中布置好众多的传感器节点后，传感器节点的更换难度就非常大。与此同时，体系中的其他无线设备也是需要充电的，如果不及时对相关设备进行充电，那整个无线传感器网络体系就不能高效持续使用，进而影响无线传感器网络的继续发展。所以，要不断研究开发耗能较低的无线网络设备，无线传感器网络技术才能更加持续健康发展。

2 影响无线传感器网络安全性能的因素

目前来看，造成无线传感器网络安全问题的因素主要有两个方面，一个是防御手段，一个是攻击方法。这里主要分析攻击方法中的拥塞攻击和碰撞攻击。

拥塞攻击是指，破坏方在知晓被破坏一方的网络通信的频率后，利用无线电波对其频点附近的区域发射信号进行干扰。在发生拥塞攻击时，相应的防御手段是要转换网络节点的频率。碰撞攻击是指，在发包正常的节点时，破坏方会附加另外的数据包，使得被破坏方的数据信息与附加的数据包信息叠加，不能有效分离出来，影响了无线网络的正常通信。对碰撞攻击的预防方法是，设立一个监听系统，这个系统要具备信息纠错功能，当发现有叠加的数据包时，要及时的将其清除掉，保证数据传输安全进行。

3 改进无线传感器网络安全技术的措施

3.1 安全路由技术

安全路由技术主要目的就是要尽量的节省无线传感器节点处的能量。但是在信息传播过程中，由于无线传感器网络的传播范围较大，网络数据往往会遭到严重的网络攻击。例如，DD路由协议就是使用泛洪攻击来恶意的拦截相关数据信息，然后寄发hello数据包，阻碍信息的正常传输。这可以使用SPINS协议，这个协议由SNEP协议和TESLA协议组成，可以一定程度上缓解信息外漏，相应的加强了攻击的防御能力，保证了无线传感器网络体系的安全性。

3.2 密钥管理技术

密钥管理技术主要是对称密钥机制的管理技术，具体有预共享和非预共享的密钥管理模式，概率性的或是确定性的密钥分配模式。密钥管理主要管理的是在生成密钥直到密钥失效的周期中出现的种种问题。作为加密系统中最薄弱的环节之一，密钥管理很容易造成信息泄露。

3.3 密码技术

无线传感器网络技术的安全需要先进的密码技术来保障，可以加大密码中的数据长度和代码长度，这样，信息外泄的几率就会减小，从而保证通信数据的安全有效。但是，对称密钥算法和不对称的密钥算法的应用更为广泛，因为其密码设定比较简单，同时算法的保护力度更大。所以，要依据不同的通信设备，选择不同的密码技术。例如，如果通信设备的性能不是很高，选择MISTY1技术更好一点；而若是通信设备的性能较好，选择AuraT技术算法更好。

4 总结

无线传感器网络技术因其便捷和先进的特点在诸多领域内广泛使用，对其的网络安全问题要格外加以重视。具体是要分清无线传感器网络安全技术的影响因素，并制定相应的防御对策。与此同时，必须要结合安全路由技术、密钥管理技术和密码技术等手段，来提高网络系统的安全性能。

参考文献

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