基于无线传感器网络安全技术及应用实践的研究

◆郭顺文

基于无线传感器网络安全技术及应用实践的研究

◆郭顺文

（江苏联合职业技术学院财经分院 江苏 221000）

随着网络通信技术的不断创新发展，无线传感器网络在社会中的应用越来越广泛。同时也出现了一些安全问题对数据信息的有效传递造成了一定的威胁。文章通过对无线传感网络的安全需求以及实际应用中的问题进行说明，并提出了解决这些问题的技术措施。

无线传感器；网络；安全技术；应用研究

了解无线传感器网络在实际应用中的安全需求，可以便于网络安全工作者在对系统的设计环节中采取更加科学合理的技术方式完成对应的实际需求。使得安全问题在设计环节中大幅降低，并对后期进行系统的安全保护工作提供有力的技术支持。

1 安全需求

（1）机密性

通过无线传感网络实现信息的传递时，往往包含着极其重要的数据内容，一旦网络系统遭到不法分子的攻击，整个系统的重要资料数据就会面临失窃或遭遇严重的破坏，并且将数据中的机密信息用于其他用途，使得信息传递的机密性受到了威胁。所以在对这些重要的信息进行传递时需要采取一定的安全加密措施或者通过密钥技术方式实现对机密信息的有效保护。这种方式下机密信息的查询只有通过相关人员的授权后才能对其进行查阅。

（2）真实性

通常有限网络的安全保护是需要用户进行有效的身份认证才可以获得对相关信息的了解。然而在无线传感网络中由于其自身在技术上存在一定的局限性，可以在有线网络上完成的签名认证以及数字认证在无线网络中已经不能够有效地进行。因为其技术上对内存的空间设置已经无法满足这些技术认证时的需求。当这些认证技术无法在无线网络中进行设置时，就会在信息传递时极易面临数据信息遭遇攻击的风险。因此无线网络安全在进行规划设计时需要考虑到认证信息的真实性，避免因技术上的缺陷给网络安全带来威胁。

（3）完整性

数据的完整性意味着数据信息传递的环节中不应遭到其他程序的恶意攻击，使数据的内容受到改动或者删减，最初的主要含义发生变动。通常进行公钥系统设置的密码保护程序中，通过数字认证能够有效地避免数据在传递环节中面临篡改的风险，提高了数据的完整性。然而使用该技术时所产生的经济成本比较高昂，所以多数设计人员在安全保护的方式中基本很少采用。这就意味着在无线网络的传输环节中需要通过其他技术手段来实现对数据完整性的保护工作，提高网络安全能力。

（4）拓展性

包含数量庞大的数据技术节点是无线传感网络的显著特征之一，并且这些节点广泛地存在于网络的不同位置。一旦无线传感网络遭遇非法入侵或是所执行的命令频繁地发生变动时。在其终端的技术配置会随着其状态的变化而进行一系列的参数变化。尤其是在具有拓展性的网络环境中，技术节点的变动或者遭到攻击后彻底的失去原有功能都会严重地限制其拓展性。所以技术人员前期规划网络安全的构建时需要对拓展性引起高度的重视。

2 应用问题

（1）安全机制有待提高

在网络应用区域较大的情况下多采用无线传感器，凭借其安装方便监控范围广的特点能够实现在这样的环境条件下对数据信息安全可靠的传递。然而同时也存在着在网络系统搭建的过程中大量地使用价格相对不高的传感设备，降低安装过程中的经济成本。然而这种传感设备往往在安全性能的保护上具有一定的缺陷极易受到外界环境的影响或面临恶意攻击。并且大量存在的设备节点使无线网络在进行自主性预防攻击风险以及对传感设备的参数调整优化时带来了极大的不便。限制了其在更多领域或地区的应用。所以需要设计人员根据无线网络技术节点多，传感设备欠缺完善的保护程序，对网络安全机制进行系统的设计提高系统抵御安全风险的能力。

（2）设备能耗高

无线传感网络在进行系统构建时一旦其内部的传感设备在广泛分布的具体位置进行安装确定后，如果再要对其进行较大幅度的变动需要花费高昂的代价，并且这一过程极易对系统的安全性在局部造成威胁。有效的网络在进行系统的变化时所消耗的能耗相比无线传感设备具有明显的优势。无线网络设备需要网电源持续不间断地为其网络信息的传递提供能量，并且在与无线设备相连接的移动终端上同时会增加其能耗的消耗，一旦系统内的电流出现大幅的降低无线网络的通信性能便会受到影响，更为严重的是系统的安全保护性能在此时已经无法实现其应用的功能，当用意不良的人员在此时对无线网络进行入侵时很轻松地就会破坏安全防护系统，对数据信息进行攻击。所以在对无线网络的应用中要对其能耗高的问题进行完善。

（3）结构组成随意

无线传感网络大量的设备节点在实际中的设置往往非常随意。由于其系统本身相比有线网络在安全性能上就有很大的差异，再加之大量设备节点没有形成一个系统的机制导致其面临网络安全的风险远远高于有线网络。这种随意的布置也使得系统的稳定性不是很好，节点越多设备发生故障的概率就会越大。一旦发生故障面对随意布置的节点维修人员难以找到故障点的具体位置，为安全风险的处理带来了极大的不便，网络安全的稳定与可靠无法得到及时有效的保障。

（4）通信性能不高

相比有线网络的通信质量，无线传感网络在信息的传递时经常发生数据信息的延迟，这是由于其自身的技术特点决定。无线网络在数据传递环节中使用的通道数量及稳定性与有线网络相比存在不小的差距。不稳定的网络通道就会产生在数据传递时的延迟现象，甚至在传递的环节中丢失部分关键信息。最为严重的时通信的过程中由于其通道数量不多，安全保护的一些技术方式无法充分地在这样的条件下发挥其保护功能，使得通信内容极易受到外界干扰，无法进行高效的通信。

3 技术措施

（1）干扰控制

无线网络在实际的应用中极易受到外界各种因素的干扰对其通信质量及安全防护造成严重的影响。在无线网络的终端与数量种类繁多的无线设备连接，这些设备对无线网络中的一些数据信息能够进行随意的读取。同时由于其技术特点使得在波长相近的区域内传感设备的数据信息同时被多台无线设备进行读取。其自身发出的无线波也给其他无线网络设备的安全稳定运行构成了一定干扰。在对其进行安全设计的前期需要有效地降低其自身产生干扰信号的强度，在对其干扰信号进行有效的检测，避免出现设计环节上的失误。不仅需要降低自身的干扰信号更为重要的是在无线网络的内部结构中需增加抵抗外界干扰的装置，完成对抵抗外界干扰能力的提高。

（2）密码技术

为了解决无线网络轻易地被一些用户破解，使用人员可以在无线网络连接的环节中增加密码保护。现如今无线传感网络的使用已经极为普遍，其广泛地存在于各种环境中。在这样的条件下未设置密码保护的无线网络可能同时被多数人在使用，影响了网络通信的速度。当遇到一些恶意的攻击使网络系统就会面临崩溃。密码技术的应用可以在一定程度上增加其进入网络的难度。在密码的设置可以通过增加密码的长度或者进行字符数字的组合或者是在网络的对外显示设置中将无线网络进行设置，让其他人员无法通过简单的搜索方式查询到该无线网络。

（3）数据融合技术

无线传感网络的应用中使用了大量的节点设备，并且这些设备之间未能形成一个统一的整体。当网络安全出现问题时，面对这样布局不具条理性数量庞大的网络传感设备，技术人员无法实现对问题点的快速准确判断。使网络安全不能得到及时有效的保护。通过数据信息的分析结合目前现有的技术手段可以高效地判定故障点。数据分析主要通过计算机进行控制，将各种传感设备的实时信息进行翔实的汇总，对比各设备正常工作的性能参数，将有可能存在故障点设备进行筛选。技术人员对这些筛选的数据进行初步的分析后，再次利数据信息统计更改部分故障点参数，庞大的数据信息在极短的时间内会将故障点准确地呈现给技术人员。节省了大量的体力劳动，并且高效地处理了无线网络安全问题。

（4）进行入侵检测

虽然通过密码保护技术给无线传感网络的安全提供了一定的保护，但是用于基础安全保护系统环节中仍存在一定的缺陷。例如在对外界非法入侵的有效识别上不能对其进行精准的判定。为了解决此种现象，无线网络专业的技术人员结合实际的应用开发出入侵检测保护功能。在更加完善的保护系统下可以对无线网络中各种存在风险的数据信息进行有效的检测。对网络各技术节点的实行入侵检测可以在基础的网络体系构建中将非法的入侵及时地发现并对其采取相应的保护程序。此项技术在实行的环节中可能会增加设备运行的能耗，这是由于进行入侵检测的环节中系统需要持续地发出一些技术指令，并结合外界因素的变化不断的优化其自身的参数设置。所以在此项技术的执行中，需要增加一些能量设备维持系统的稳定工作，以此实现对无线传感网络的有效保护。

4 结语

无线传感网络对安全的需求为机密性、真实性、完整性以及拓展性。但是在实际的应用中这些需求没有到有效的保障，造成无线传感网络应用中出现安全保护机制不高，设备运行过程中消耗较多的资源，各设备节点的组成不够系统性以及通信的质量不是很好。通过对运行环节中的干扰进行合理的控制，采取密码保护技术，进行数据融合以及对入侵进行检测可以将上述问题有效的解决，提高无线传感网络的安全性。

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