认知无线电网络中的数据信道攻击问题

关战 石丛军

【摘要】 认知无线电网络面临很多安全问题，本文介绍了在数据信道安全问题中的模仿主用户攻击和阻塞攻击。

【关键词】 认知无线电网络安全 模仿主用户攻击 阻塞攻击

频谱感知技术是认知无线电网络中的关键技术之一，精确地获取可用频谱信息是认知无线电网络工作的前提。认知无线电网络面临的安全问题众多，本文从频谱感知环节数据信道这个攻击点介绍现有的安全威胁和隐私泄漏问题，

一、模仿主用户攻击（Primary User Emulation，PUE）

在认知无线电网络中，授权的主用户可以随时利用所分配的网络频段，当主用户不使用其授权频段时，频谱资源为空闲状态，认知用户便可利用这些频段，而当主用户重新占用频段时，认知用户需要及时避让[1]。

这就需要认知用户对频段连续地进行感知来检测主用户的出现。模仿主用户攻击是指攻击者通过在信道上发送模仿主用户信号特征的信号，从而使认知用户误认为主用户存在而将数据信道判定为繁忙。

如图1所示，模仿主用户攻击可以被分类为自私攻击和恶意攻击。自私攻击是指一对用户以模仿主用户特征的信号进行相互通信；恶意攻击是攻击者在信道上连续发送模仿主用户信号特征的数据分组，以阻止其他认知用户的接入[2]。

模仿主用户攻击是认知无线电网络面临的一个重要安全问题，如何精确地区分主用户信号和认知用户信号，以保证感知数据的准确性是认知无线电网络中的一个重要技术挑战。

二、阻塞攻击

对频段感知、分析、决策之后，认知用户便可利用分配到的可用信道进行通信。但由于可用信道信息的公开性，攻击者可以随机或有针对性地选择某些可用信道进行阻塞攻击，此时，尽管认知用户分配到空闲的可用信道，也不能进行正常通信。

或者攻击者亦可模仿主用户的信号，使认知用户误认为主用户出现从而进行信道切换。

该攻击导致的结果就是多个认知用户在此信道上的通信都因被攻击者阻塞而被迫跳转，认知用户对此信道使用的反馈结果会造成信道质量差的经验积累，从而减少此信道的分配，因此，恶意用户可以使用此信道进行通信，从而达到攻击目的。

参 考 文 献

[1] 裴庆祺， 李红宁， 赵弘洋等. 认知无线电网络安全综述. 通信学报， 2013， 01）：144-58.

[2] JIN Z， ANAND S， SUBBALAKSHMI K P. Detecting primary user emulation attacks in dynamic spectrum access networks； proceedings of IEEE International Conference on Communications， June 14-18 ， 2009.