无线传感器网络安全论文

2022-04-29

今天小编为大家推荐《无线传感器网络安全论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法是以无线传感的网络安全分析为基础提出的一种新型的网络安全算法,这个算法结合了生物免疫原理,并建立起入侵特征库,这样安全系统就具备了学习和记忆功能,并可以利用粗糙集来改善无线传感器网络信息的不完整性和不确定性。在网络运行时,这种算法将提高入侵检测率。

无线传感器网络安全论文 篇1:

浅析无线传感器网络安全防范措施

【摘要】 文章通过阐述无线传感器网络安全需求,分析无线传感器网络的安全威胁,对无线传感器网络安全防范措施展开探讨,旨在为如何促进无线传感器网络有序运行研究适用提供一些思路。

【关键词】 无线传感器网 网络安全 防范

无线传感器网络将在下一代网络中发挥关键性的作用。由于传感器网络本身在计算能力、存储能力、通信能力、电源能量、物理安全和无线通信等方面存在固有的局限和脆弱性,因此,其安全问题是一个大的挑战。

一、无线传感器网络安全需求

无线传感器网络是一种分布式的传感网络,其尾端是能够对外部世界进行感触的传感器。无线传感器网络中的传感器是通过无线的方式进行通信的,因此网络设置十分多变,位置也可以随时调整。无线传感器网络是有各种状态的传感器与无线网络构成的,其通过感知、采集、处理、传输的方式将所需信息传递着网络所有者[1]。

无线传感器在运行过程中存在以下安全需求:第一,机密性。无线通信方式十分容易被非法入侵者接货,机密性可以使得非法入侵者在截获信号后无法得知其所包含内容;第二,完整性。无线传感器的通信环境十分容易导致节点实施数据损坏,完整性要求网络节点接收的数据没有被篡改、删减;第三,真实性。无线传感器所需要的真实性要求在接收到来自另一节点消息时需要对其来源真实性进行审核。

二、无线传感器网络的安全威胁

1、篡改路由信息。網络不法分子朝无线传感器网络内注入一大批欺骗路由报文,或对路由报文进行截获篡改,使自身扮演发送路由请求基站的角色,导致覆盖全网的报文传输被引入至相关局域中,造成每一传感器相互能效不畅,提升网络延迟[2]。

2、选择转发。无线传感器网络为多跳传输,各传输器不仅是路由中继点还是终节点,这使得传感器在接收报文时要无条件转发。网络不法分子可基于该特征,经由对传感器进行俘获后将所需转发的报文丢弃,倘若报文贝全面丢弃,则邻居可经由多径路由获取到这一传感器所丢弃的报文,进一步识破这一节点为攻击点。为了防止引发该种情况,供电点选取选择转发手段,仅对某些报文进行丢弃,以对邻居传感器进行迷惑,一旦选择转发的攻击点处在报文转发的最理想路径上时,不法分子便达到了其入侵目的[3]。

3、蠕虫洞攻击。随着传感器网络规模的逐步增大,均要开展分簇算法选出簇头对就网络进行分区控制。蠕虫洞能够使各个分区内的节点距离逐步靠拢,使相互转变成邻近节点,进而使无线传感器网络正常分区遭受破坏。

三、无线传感器网络安全防范措施

1、抵御路由信息篡改。选取某一公共密钥对链路层开展一般加密处理,能够避免大部分未授权人员对传感器网络路由选择协议的入侵。节点排斥认可不法分子的单个身份,女巫攻击不存在关联性,再加上不法分子不允许加入拓扑,大部分选择性转发、污水池攻击均难以有效进行。加密技术可以使得部分选择性转发攻击利用蠕虫洞难度更大。在被损害节点处,链路层安全机制无法使用安全密钥来进行安全保护,而是需要提供难度更大,更加复杂的防御机制,从而抵御如重读与内部人员的非法攻击。

2、抵御选择性转发攻击。如某一协议可以抵御污水池、蠕虫洞与女巫攻击,但是其被损害的节点在策略上与某一基站类型,其将会有巨大的可能性来发动选择转发攻击。多路径路由选择(multiple routing)可以被用于抵御这一类型攻击。然而完全独立的路径建立难度较大。利用多路径路由选择允许节点动态选择分组的另一个跳点可以显著降低入侵者非法入侵数据流的概率,进而提供最大程度的保护。

3、抵御蠕虫洞攻击。蠕虫洞攻击抵御难度较高,其隐蔽性较强。这是由于蠕虫洞使用的是私有的、在频带外的信道,无法在传感器网络中刚发现。要抵御蠕虫洞供给的最佳方式就是避免路由选择竞争条件,对路由选择协议进行仔细而具体的设计,使得蠕虫洞攻击失去意义。

四、结束语

总而言之,伴随无线传感器网络的广泛推广,应用期间面临的安全问题逐步转变。再加上,伴随节点能力的提升及无线传感器网络整体性能的提高,在无线传感器网络安全防范所面临的限制也在不断变小。鉴于此,相关人员务必要不断钻研研究、总结经验,清楚认识无线传感器网络安全需求,全面分析无线传感器网络的安全威胁,“抵御路由信息篡改”、“抵御选择性转发攻击”、“抵御蠕虫洞攻击”等,积极促进无线传感器网络有序运行。

参 考 文 献

[1]曾志峰,邱慧敏,朱龙海. 无线传感器网络中的安全威胁分析及对策[J].计算机应用研究,2007,24(1):140-143.

[2]杨建强,方磊.无线传感器网络的安全威胁及防范措施[J].襄樊学院学报,2011,32(8):41-44.

[3]徐俭,翁德华,徐有聪.浅谈无线传感器网络安全技术[J].有线电视技术,2015,(1):38-40.

作者:杨东

无线传感器网络安全论文 篇2:

试析生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法研究

摘 要:生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法是以无线传感的网络安全分析为基础提出的一种新型的网络安全算法,这个算法结合了生物免疫原理,并建立起入侵特征库,这样安全系统就具备了学习和记忆功能,并可以利用粗糙集来改善无线传感器网络信息的不完整性和不确定性。在网络运行时,这种算法将提高入侵检测率。该文将详细介绍生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法的结构、入侵特征库的建立过程以及生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法的具体分析,研究这项算法对提高网络安全的实际意义。

关键词:生物免疫原理 新型无线传感器网络 网络安全算法

随着时代的进步和科技的发展,无线传感器网络被运用到了更多的领域当中,包括地震预测、气候预测、环境监控、军事监控等,在地下以及外层空间的探索中也开始广泛地运用到了无线传感器网络。但是由于对安全的要求非常高,之前无线传感器网络在安全性方面一直都面临着巨大的挑战。

1 生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法的结构

根据无线传感器网络的发展现状,并结合其对安全的要求,基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法的结构包含了四个层次。

伪装和防篡改层次。这一层次处于最外层,通过硬件设计的方法得以实现。在节点的硬件设计时,运用伪装和防篡改的机制可以有效降低节点暴露和被策反的可能性。

全局密钥加密层次。这一层次处于安全体系结构的第二层,使用了简单的成熟的加密算法,可以有效弥补无线传感器网络中的信息容易被窃听的缺陷,同时能够防止节点被策反后变成具有更强破坏力的内部攻击。

已知入侵识别层次。这一层次处于安全体系结构的第三层,它通过模拟生物先天性的免疫系统,可以分析并提取出已知的网络入侵模式,并建立起网络入侵的特征库。

未知入侵识别层次。这一层次位于安全体系结构的最内层,它通过模拟生物适应性的免疫系统来对新的网络入侵模式进行识别和学习。

2 建立入侵特征库

该文将通过使用粗糙集理论来建立入侵特征库,具有的特征包括了节点发送报文时的频率、报文的长度、报文的源地址、报文的目的地址以及不同类型的报文所占的比例等等。由于外形传感器网络的结构高度分散,而且負载也极为不均衡,所以在获取实验的数据时一般会花费较多的时间,而且获得的样本不够完整和精确,数量也有限,但是使用粗糙集理论就能够改善这些缺点,该文将利用这一理论来进行无线传感器网络安全算法的研究。

3 生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法分析

3.1 算法描述

(1)在一个检测周期内收集节点获取的数据,对数据的特征进行提取;(2)对获取的数据集按属性进行整理,通过约简入侵检测属性,将冗余的入侵属性去除;(3)检测网络的运行,如果运行正常那么就在下一个检测周期当中再次进行检查,而如果运行存在异常,那么就通过与特征库中的数据相对照来查找是否存在异常特征,如果存在,那么就按照现有的方式进行隔离、消除入侵的节点,如果特征库中不存在该异常特征,就要对其进行分类,并判断BND(X)是否小于阈值T0或者为空集,如果不是,那么就使X=BND(X),重新进行分类。

3.2 分析检测入侵的能力

通过仿真比较,基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法在使用前后的检测情况如表1所示。

从表1中可以看出,使用基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法之后,入侵的检测率得到了明显地提高,而且对于多数的网络入侵都能够进行有效检测,但是由于网络入侵的方式、性质包括环境都不尽相同,所以这种算法对于每一种攻击检测率的提高程度也不太一样。比如对于普遍存在的Dos攻击,该算法提高了对其的检测率,但是由于受到了软件、硬件、资源等多种因素的影响,在检测时还是存在着一定的漏检率和错检率。而Sybil攻击用现有的检测方式较难在无线传感器网络中检测出来,但是通过基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法,对信息进行监测和决策,较好地控制了身份和节点之间的对应关系,从而有效地检测出了Sybil攻击,检测效率有了明显提升。

参考文献

[1] 江超,王海燕,陈磊,等.基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法[J].吉林大学学报(理学版),2012,50(6):1204-1208.

[2] 吕隆文.无线传感器网络密钥管理方案的研究[D].南昌大学,2012.

[3] 焦磊.无线传感器网络节点定位算法的分析与研究[D].山东大学,2009.

作者:刘云等

无线传感器网络安全论文 篇3:

无线传感器网络安全管理技术探讨与研究

摘 要:随着无线传感器网络的广泛应用,其安全问题日益受到重视。网络安全已经成为无线传感器网络系统设计中的一个重要部分。本文从密钥管理、安全路由、安全聚合等三个方面对无线传感器的安全解决方案进行了探讨和研究。

关键词:无线传感器;网络安全;密钥;聚合;路由

网络安全技术历来是网络技术的重要组成部分,网络技术的发展历史已经充分证明了这样的一个事实:没有足够安全保证的网络是没有前途的。无线传感器网络作为一种起源于军事领域的新型网络技术,其安全性问题显得更加重要。由于和传统网络之间存在较大差别,无线传感器網络的安全问题也有一些新的特点。

1 无线传感器网络安全性面临的挑战

与传统网络安全问题相比,无线传感器网络安全问题具有内容广泛、需求多样、对抗性强等特点,在复杂的安全环境、多样的安全需求和无线传感器网络自身资源限制等因素的综合作用下,无线传感器网络的安全性面临以下一些挑战性问题。

⑴无线传感器网络中节点自身资源严重受限、能量有限、处理器计算能力弱、通信带宽小、内存容量小,这极大地限制了传感器节点本身的对抗能力。

⑵无线传感器网络主要采用无线通信方式,与有线网络相比,其数据报更容易被截获。其信道的质量较差,可靠性比较低,也更容易收到干扰。

⑶无线传感器网络内不存在控制中心来集中管理整个网络的安全问题,所以安全系统必须适应网络的分布式结构,并自行组织对抗网络入侵。

2 无线传感器网络安全解决方案

针对无线传感器网络安全面临的挑战性问题,可以通过密钥管理、安全路由和安全数据聚合等多种方案进行解决。

2.1 密钥管理

加密和鉴别为网络提供机密性、完整性、认证等基本的安全服务,而密钥管理系统负责产生和维护加密和鉴别过程中所需的密钥。相比其他安全技术,加密技术在传统网络安全领域已经相当成熟,但在资源受限的无线传感器网络中,任何一种加密算法都要面临如何在非常有限的内存空间内完成加密运算,同时还要尽量减小能耗和运算时间的问题。考虑这些因素,目前的研究主要集中在基于对称密钥的加密和鉴别协议。UC Berkeleyr的研究人员设计的TinySec就使用全局密钥进行加密和鉴别,它提供了机密性、完整性保护和简单的接入控制功能,具有较好的节能性和实时性,并且效率较高。

2.2 安全路由

无线传感器网络中一般不存在专职的路由器,每一个节点都可能承担路由器的功能。对于任何路由协议,路由失败都将导致网络的数据传输能力下降,严重的会造成网络瘫痪,因此路由必须是安全的。但现有的路由算法如SPIN、DD、LEACH等都没有考虑安全因素,即使在简单的路由攻击下也难以正常运行,解决无线传感器网络的路由安全问题的要求已经十分紧迫。当前实现安全路由的基本手段有两类:一类是利用密钥系统建立起来的安全通信环境来交换路由信息;另一类是利用冗余路由传递数据报。

2.3 安全聚合

数据聚合是无线传感器网络的主要特点之一,通过在网络内聚合多个节点采集到的原始数据,可以达到减少通信次数、降低通信能耗,从而延长网络生存时间的作用。目前在无线传感器网络内实现安全聚合主要通过以下两个途径:一是提高原始数据的安全性;二是使用安全聚合算法。

3 总结

无线传感器网络的应用前景非常广泛,主要表现在军事、环境、健康、家庭和其他商业领域等方面。随着应用的深入,安全问题也逐渐浮现,并成为无线传感器应用的瓶颈。为无线传感器网络给出一个安全的解决方案已不仅仅是研究者,也是许多无线传感器网络提供商、集成商以及无线传感器网络的用户所共同关心的问题。目前国内外对无线传感器网络安全的研究还处于起步阶段,无线传感器网络安全技术包含着非常丰富的内容,需要解决的问题也非常多,因此,对于无线传感器网络的安全研究来说,我们仍然有很长的一段路要走。

[参考文献]

[1]王潮,胡广跃,张焕国.无线传感器网络的轻量级安全体系研究[J].通信学报,2012(02).

[2]孔繁瑞,李春文.无线传感器网络动态密钥管理方法[J].软件学报,2010(07).

[3]陈娟,张宏莉.无线传感器网络安全研究综述[J].哈尔滨工业大学学报,2011(07).

作者:张捷

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:法律文本的法律文化论文下一篇:消防水池储水量管理论文