无线传感器网络安全威胁及其应对策略

金如云（国防科学技术大学，长沙　410072）

无线传感器网络安全威胁及其应对策略

金如云
（国防科学技术大学，长沙410072）

摘要：无线传感器网络是21世纪出现的一种新技术，它在军事监控、环境监测领域有着重要作用。因无线传感器网络本身限制，使得无线传感器网络安全难以得到保障，制约了无线传感器网络的应用。无线传感器网络面临自身的网络安全，基于此，文章就无线传感器网络安全威胁进行讨论，找出相应地解决方案。

关键词：网络安全;无线传感器;威胁;策略

0　前言

无线传感器网络集传感器技术、计算机技术、无线通信技术、分布式信息处理技术于一体，是特定社会时期形成的一门新技术。当前我国无线传感器技术已经发展为智能群体，是各个国家研究的重点技术。如何确保无线传感器网络的安全性，是应用的基础。安全问题也就成为制约无线传感器网络大规模应用的瓶颈问题。

1　无线传感器网络安全潜在的威胁

无线通信与传统有线相比，其潜在的安全威胁更为严重。因无线传感器网络的运用，没有专业的技术人员职守，只需要将设备安放在某一点之后，依靠设备的自身去运行。该运行方式使得网络节点的获取较为简单，当攻击者找到相应地节点后，需要利用传感器进行转化，或者直接重新写入内存，这样以来就可以监听到整个无线传感器的网络内容。在具体的实际的攻击过程中，利用先进的性能设备，向无线传感器网络频繁发送数据包，使得传感器网络内部的通信阻塞，同时也可以利用先进的设备伪装成基站，能够对无线传感器网络进行监听。

2　无线传感器网络的安全威胁及对策

2.1来自物理层的威胁

无线通信环境是一个极其开放的环境，攻击节点通过在无线传感器网络工作频段上发送无用信号，能够使得攻击节点通信半径内的无线传感器节点不能够正常工作。如果该攻击点得到一定密度，使得整个无线网面临瘫痪。此外，无线传感网络运用到军事中，节点一般分布在敌对环境中，因物理安全得不到保障，敌对人员极可能捕获节点，对无线传感网络进行篡改，干扰网络。

基于以上威胁，可以采用宽频和跳频来抵御攻击，当空间遭受到危机后，网络的节点能够通过统一策略跳转到别的频率进行通信。但是因考虑到通信设计的复杂，并且功耗低、能量低传感器节点受到单一频率通信的限制。另外，防止攻击者获得加密密钥，即便是攻击者获得传感器节点时，可提高物理损害的感知机制、自毁机制，提高相应地容错机制，对相应地敏感信息进行加密存储。

2.2来自链路层的安全问题及对策

无线传感器网络中，来自链路层的攻击主要有碰撞和非公平竞争，当两个传感器在同一时间发射数据信息时，无线信号会叠加，传感器便无法识别数据包，当数据包出现冲突时，网络便会自动过滤。当无线传感器中攻击者发送数据包，就容易造成碰撞。

针对上述的碰撞情况，可以用数据包重新传送和编码纠错来解决。但是链路层中的非公平竞争威胁性较大，其威胁过程比较复杂，攻击者在找到节点的同时需要了解MAC协议，非公平竞争可以被看作为DOS攻击，该问题的解决可以采用复式进行数据传输。

2.3来自网络层面临的安全威胁及对策

网络中的恶意节点一般会被当做正常的路由来使用。恶意节点在冒充数据转发节点时，会故意丢弃数据包或用自己的数据包去替代发送，进而破坏网络秩序。此外，恶意节点在接收到数据包时，对节点的地址进行修改，而后选择错误的路径传送，会造成网络的路由混乱。或者恶意节点受到数据包后统一向一个节点发送，最终导致节点通信受到阻碍。

针对上述情况，无线传感器网络可采用多条路由，分别从不同的路径进行传送。虽然多径路由能够提高传送的可靠性，但是会降低传送的速度、降低高效性。此外，当查询的某一节点网络被信息泛滥攻击时，受害节点可以进入休眠模式，因此，可以在对数据包的认证中，将恶意数据包在传送的过程中进行丢弃。

2.4来自传输层的威胁及对策

无线传感器网络、互联网或其他网络的端到端的连接是传输层。至今为止，缺少无线传感器网络传输层的协议。其中在传输层协议中存在的攻击是TCPSYN，该攻击被称为泛滥攻击，这类泛滥攻击主要是敌人不断发送请求连接信息，在信息大量的堆积下堵塞目标节点的网络连接。此外，传输层中还存在不同步攻击，该攻击通过一些数据的破坏来实现，攻击者能够通过攻击使得节点被困，一般被困在同步恢复协议中，节点被困不能传输进而造成信息节点资源的浪费。

针对上述情况，对于泛滥攻击采用的方法限制节点的连接次数；对于不同步攻击，加强相应地认证机制，使得传送的数据包得到认证，这样以来，恶意数据包会被检测出来。

3　结语

因无线传感器网络资源受到一定技术限制，不可避免会出现一定的网络安全威胁，因而，在未来的无线传感器网络研究中，需要设计到的各个层面进行综合考虑，从而设计出相应地网络安全协议。此外，提高无线传感器网络在具备变化环境中的安全，这就需要在具体的设计过程中考虑到各个层面的安全，进而保障无线传感器的网络安全。

参考文献：

[1]禹谢华.自然科学版[J].2013（03）.

[2]张娓娓,李旸园,陈绥阳.无线传感器网络安全存在的问题和对策[J].网络安全技术与应用,2014（07）.

[3]赖建荣,苏忠,吉宁,陈厚金,林繁.无线传感器网络面临的安全威胁与对策[J].网络安全技术与应用,2009（05）.

作者简介：金如云（1991-），男，浙江乐清人，本科，研究方向：无线传感器。