傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性研究

　　微電子技術(shù)、計算技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進步，推動了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展，使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。

　　在大多數(shù)的非商業(yè)應用中，如環(huán)境監(jiān)測、森林防火、候鳥遷徙跟蹤等應用，安全問題并不是一個非常緊要的問題。而在另外一些保密措施要求嚴格的領(lǐng)域，如商業(yè)上的小區(qū)無線安防網(wǎng)絡(luò)，軍事上在敵控區(qū)監(jiān)視敵方軍事部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)等，傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題就顯得非常重要.

　　1 傳感器網(wǎng)絡(luò)安全解決思路

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)具有許多鮮明特點，如通信能力有限、電源能量有限、計算能力和存儲空間有限、傳感器節(jié)點配置密集和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活多變等，這些特點對于安全方案的設(shè)計提出了一系列挑戰(zhàn)[2].一種比較完善的傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案應當具備如下基本特征：機密性，真實性，完整性，新鮮性，擴展性，可用性，自組織性，魯棒性。

　　目前研究的安全問題分為3層，按從上到下的順序可分為：

　?。?） 安全的路由。從維護路由安全的角度出發(fā)，尋找盡可能安全的路由以保證網(wǎng)絡(luò)的安全；

　?。?） 密鑰管理?？紤]兩個節(jié)點間的通信安全，從怎樣產(chǎn)生一個安全的密鑰、怎樣分配密鑰、怎樣交換密鑰、怎樣鑒權(quán)角度入手；

　?。?） 密鑰算法。從算法角度入手。

　　2 傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理的安全和性能評價

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點及存在的資源限制使得傳感器網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)更難抵抗各種攻擊。傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理方案需要具備下面的特性：

　?。?） 安全性。密鑰管理的安全性是首要考慮的因素，包括保密性、完整性、可用性等。

　?。?） 抗毀性。一個理想的密鑰管理方案應該是在部分節(jié)點被攻擊之后，對其它正常節(jié)點之間安全通訊的影響幾乎為零。

　?。?） 可擴展性。WSN 的節(jié)點規(guī)模少則十幾個，多則成千上萬。隨著規(guī)模的擴大，密鑰協(xié)商所需的計算、存儲和通信開銷都會隨之增大，密鑰管理方案和協(xié)議必須能夠適應不同規(guī)模的 WSN.

　?。?） 有效性。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的存儲、處理和通信能力非常受限的情況必須充分考慮。

　?。?） 密鑰連接性。節(jié)點之間直接建立通信密鑰的概率。保持足夠高的密鑰連接概率是 WSN發(fā)揮其應有功能的必要條件。

　?。?） 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化。方案應該支持網(wǎng)絡(luò)的擴展，而且能夠保證網(wǎng)絡(luò)前向安全，即新節(jié)點不能得到其加入前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)拿孛苄畔ⅰ?/p>

　?。?） 認證。通過節(jié)點之間的認證，可以抵御多種攻擊，例如復制節(jié)點、假冒節(jié)點等攻擊方式。所以，是否能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點之間的認證也是傳感器網(wǎng)絡(luò)對密鑰管理方案的一個重要的評估指標。