无线传感器网络安全问题浅析

2016-10-19孙英培赵旭

中国科技博览 2016年19期

关键词：网络攻击应对措施

孙英培++赵旭

[摘要]安全是无线传感器网络（WSN）的关键问题，对安全问题进行研究，对于网络的进一步发展有重要的意义。随着“互联网+”时代的到来，人们越来越期待更为安全的网络环境。

[关键词]WSN；网络攻击；应对措施

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0052-02

1.引言

无线传感器网络（WSN）是由一组传感器以自组织、多跳方式构成的无线网络，它集传感器技术、嵌入式计算技术、无线通信技术以及分布式信息处理技术于一体。随着WSN网络渗入到人们生活的各个领域，其安全问题也越来越受到人们的重视。

2.WSN易受到的攻击

（1）物理层攻击

物理层主要负责提供通路，在链接通路上传输二进制比特流。攻击者最常采用拥塞攻击、物理篡改等方式攻击WSN。例如，发射无线干扰信号来攻击网络，此种攻击方式对于采用单一频率通信的WSN非常有效。

（2）链路层的攻击

数据链路层或介质访问控制层为邻居节点提供可靠的通信通道，在MAC协议中，节点通过监测邻居节点是否发送数据来确定自身是否能访问通信信道。这种载波监听方式特别容易遭到碰撞冲突攻击，攻击者对数据进行破坏，就会造成接受者发送数据冲突的应答控制信号，造成发送者不断重发，继而使阻塞，耗尽节点能量，达到攻击目的。

（3）网络层攻击

网络层常受到的攻击主要是针对路由的，甚至会导致整个网络瘫痪。常见的攻击有虚假路由信息、选择转发、sinkhole攻击、sybil攻击、Woemholes攻击、Hello攻击等。例如，虚假路由信息主要是通过欺骗，更改和重发路由信息，攻击者可以创建路由环，吸引或者拒绝网络信息流通量，延长或者缩短路由路径，形成虚假的错误消息，分割网络，增加端到端的时延。

（4）传输层攻击

传输层主要用于建立端到端的连接，此层容易受到泛洪攻击。

（5）应用层

应用层主要为WSN提供各种实际应用，应用层的研究主要集中在为整个WSN提供安全支持的研究。

3.安全应对措施

（1）对于物理层受到的拥塞攻击可采用优先级消息、低占空比、跳频或扩频技术等手段来防御。但会增加节点的耗能，目前采用较多以逸待劳的策略，例如给节点加入睡眠机制，即节点并不是同时工作，以此来降低攻击的影响。

（2）对于数据链路层的碰撞攻击，采用时分多路复用技术。此方法会对MAC的准入控制进行限速，自动忽略过多的网络请求，以避免恶意节点无休止干扰导致能源耗尽。

（3）对于网络层虚假路由攻击，可以通过认证源路由的方式确认接受者收到的数据包是否来自网络中的合法节点，从而达到保护网络中合法节点的目的。

（4）对于传输层的攻击，可以采用客户端认证的方法加以抵御。

（5）对于应用层，密钥管理和安全组播为整个WSN的安全机制提供安全基础设施。例如，通常给传感器节点加入预置密钥，例如加入预置全局密钥、预置节点对密钥等，达到给网络提供机密性的安全服务。

4.总结

本文浅析了网络安全方面的相关知识，WSN的特点对网络的安全与实现构成了挑战。若不具备可靠的安全保障，就不能得到用户的信赖和推广。网络安全性研究对于网络设计具有深远意义。