无线传感器网络安全论文

【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。下面小编整理了一些《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！

无线传感器网络安全论文 篇1：

物联网环境下无线传感器网络安全问题研究

摘要：物联网是信息化时代的重要代表，也是新型信息技术的重要内容。物联网，顾名思义，就是将物与物紧密相连的一种互联网。在物联网技术中，传感器网络是很关键的内容。传感器网络节点工作环境通常十分复杂、苛刻，稍不留神就会导致传感器网路面临许多安全隐患。这就需要加强无线传感器网络安全。因此，开展无线传感器网络的安全性研究，增强防范很有必要。

关键词：物联网;无线传感器网络;安全

1 背景

目前，无线传感器网络在物联网的支持下得到迅速发展。无线传感器网络可以随时为人们传递所需信息，摆脱时间与空间的束缚。无线传感器网络的应用范围十分广泛，为物联网的发展奠定坚实的基础。由于无线传感器网络的节点部署环境通常十分恶劣，因此，有必要研究无线传感器网络的安全性，方可减少安全威胁与网络攻击。

2 物联网与无线传感器网络概述

物联网的基础是互联网，在互联网的支持下，物联网可借助多种技术实现信息资源共享。无线传感器网络最大的特征是感知，主要的工具是传感器。利用传感器可以有效感知外部环境，再借助无线网络对信息进行传输，方满足用户需求。无线传感器网络的安全性必须要得到重视，因为支持其运行的是技术含量颇高、结构复杂的配备，一旦出现问题，后果不堪设想。物联网的发展离不开无线传感器网络，人们能够实现迅速交流同样与其密切相关。

3 提高无线传感器网络安全的必要性

物联网是一种新型产业，广泛用于网络融合之中。可以将无线网视作互联网功能的延伸，又可以将物联网作为一种重要的应用。支持物联网运行的基础就是传感网技术。无线传感器网络在物联网的环境下，可以有效实现对信息的搜集与处理，再为用户提供所需内容[1]。无线传感器网络会有其固定的监测区域，主要是利用多个传感器节点进行工作。传感器网络与物联网的融合是传感器行业实现可持续发展的关键，进一步扩大传感器的应用范围。在这种情况下，就需要进一步提高无线传感器网络的安全性。尽管传感器网络能够实现对信息的高效搜集与处理，但是其无线通信信道的安全性却有待进一步提高，防御措施不到位，致使网络在运行的过程中会面临许多安全威胁与恶意攻击。传感器节点的工作环境十分恶劣，加之对各节点缺乏有效保护，就可以给各路攻击者以可乘之机，只需采取有效手段即可手机传感器节点的信息，并对信息进行篡改。由此可见，提高无线网络传感器的安全很有必要。

4 物联网环境下的无线传感器网络分析

4.1 网络通信协议

为了保证网络通信正常进行，就要结合网络协议的各项要求，合理控制网络。如果网络通信协议不完善，不统一，就会影响网络正常运行，导致信息无法顺利传输。因此，必须要明确网络通信协议，完善协议内容，明确各项规定，为物联网环境下的无线传感器网络通信运行提供有效参考依据。首先，为了更好地传输各类信息，要完善TCP和IP协议[2]。第二，进一步完善路由协议。第三，为了避免节点消耗，要加强对每个节点的高效利用，依据路由协议要求，提高网络传输效率。进行信息与数据处理时，要进一步完善网络协议和路由协议规定内容。由于数据处理工作至关重要，因此，必须要满足无线传感器网络与物联网的需求。

4.2 网络拓扑控制

进行网络拓扑控制时，首先要对网络进行物理布局，使网络结构能够实现有序衔接，发挥出传输设备的作用。为了保证网络拓扑的合理性，就要结合网络运行的实际情况，采取有效手段提高信息传输效率。可通过节点对线路中的冗余部分一一消除，最大程度保证传输质量。保证网络拓扑合理，还要对其进行有效控制，便于无线传感器网络正常运行。传感器的节点可用对网络节点进行控制，这样就形成有层次感的网络拓扑结构，实现信息高效传输。

4.3 网络安全技术

毫无疑问，在无线传感器网络中，安全问题必须要放在第一位。尽管物联网技术正在不断进步，人们在交流时会变得更加方便，但却很容易泄露隐私，或者出现信息被盗取的情况。这主要就是由于网络安全不完善。在无线传感器网络中具有相对完善的安全机制，这样就可以保证信息在传输的过程中能够得到有效保护。同时，先进的网络加密技术可以为信息传输架设“双保险”。此外，还有水印技术、消息认证等多种先进的网络安全技术为无线传感器网络安全保驾护航[3]。

4.4 网络定位技术

网络定位技术能够实现精确定位，满足用户需求。网络定位技术体现出网络信息的交互特征，常见的技术是GPS。该技术能够对目标位置实现准确定位，只不过，由于GPS涉及诸多问题，其应用范围比较狭窄，更多是在专有的客户端上发挥作用。无线传感器网络能够实现精确定位，应用成本低，可大大满足用户需求[4]。无线传感器网络主要是利用测距定位与非测距定位法锁定目标位置，不过，这两种方式各有利弊。前者成本高，定位十分精确;后者成本低，定位精确度远逊于前者。

4.5 数据融合技术

无线传感器网络要借助先进的数据融合技术实现對数据的融合与控制。为了实现资源的有效配置，可利用节点实现配置，为数据融合技术的应用提供多重保障。无线传感器网络可以对不同应用场景和控制对象的不同节点传输数据进行融合，最大程度提高数据传输效果，满足用户需求。由于节点的成本较低，因此，可直接利用节点融合数据，剔除无用信息，保证数据传输更加顺利。

5 无线传感器网络特征

物联网之所以得到飞速发展，除了得益于互联网的大力支持外，还离不开无线传感器网络的作用。无线传感器网络可以实现与互联网的无缝对接，迅速适应互联网的安全机制要求，不妨碍信息正常传输，并且，这一类网络有自身的特点，从而保证物联网具备更多功能。

5.1 节点能量不足

在无线传感器网络中，节点数量很多，分布范围广，加之体积小，成本低，面临的环境比较复杂，在运行的过程中，很容易出现各种问题，或者因能量不足而直接报废。支持节点工作的电池不能及时更换，也无法充电，如果节点电池大规模没电，就意味着网络会出现问题。

5.2 新旧节点交替带来多种变化

传感器的节点会在特定的监测区域中发挥作用。这些景点大多分布得较为密集，数量极大，只为获得更加精准的信息，从而满足用户的需求。由于节点的能量有限，成本低廉，在原有的节点基础之上，会不断添加新的节点。当旧的节点报废后，虽然新的节点可以继续发挥作用，但还是会改变无线通信链路宽带，影响信息传输的通畅性，从而导致网络拓扑结构发生变化[5]。

5.3 任务型网络

无线传感器利主要是利用感知功能实现对数据的传输和处理，通过传感器节点实现对数据的一系列处理，融入先进的数据融合技术提高信息传输的通畅性。无线传感器的网络的布置与开展与网络设备的预设有直接关系，节点的能够利用网络协议与分布式算法协调工作，保证网络顺利运行。这充分体现出无线传感器网络的任务型特点。

5.4 利用无线信道实现通信

无线传感器网络的通信渠道离不开无线信道，因此，在布置节点时，一般会选择开放程度比较强的区域中，从而进一步提高网络的安全性与可靠性。

6 无线传感器网络的安全要求

为了提高无线传感网络的安全性，就要了解其使用的意义和价值。由于大量节点部署在较差的环境下，因此，要提高安全系数，实现节点安全通信。传统的安全技术已不能满足现代无线传感器网络的运行，一是因为无线传感器网络涉及多种资源，二是由于无线传感器网络有其独有的特点，以及对安全的特定要求。

6.1 完善的认证机制

如果传感器网络的认证机制不完善，就会给攻击者以可乘之机，在不通过认证的情况下攻击网络。因此，在网络中要设置完善的认证机制，保证发送和接收节点与通信节点实现彼此通信。

6.2 健全的保密机制

无线传感器网络在进行信息传输的过程中，需要加强通信的保密性，这样才能保证数据不回被其他节点破解和读取。要进一步完善保密机制，保证消息以加密的方式发送到信道中，使信息可以得到完整传输，不会遭到泄露[6]。

6.3 可扩展性

部署节点时，网络强大的可扩展性可以使节点部署数量不断提高，从而进一步扩大网络规模。同时，在增加节点时，还不会增加通信开销，保证网络安全。

6.4 信息的完整性

在无线传感器网络中不仅要设置完善的认证机制与保密机制，还要对数据的完整性进行鉴别。通常会采用消息认证码的方式确认信息的真实性。当前，无线传感器网络的安全问题主要体现在接收人员无法确定数据与信息是否正确，也无法断定信息在传输过程中是否有恶意节点的拦截，导致信息被篡改。也就是说，提高无线传感器网络的安全不仅要防止攻击者，还要对信息传输过程的节点进行控制，保证数据完整，显而易见，消息认证码是一种有效的检验方式。

7 提高无线传感器网络安全建议

7.1 分析网络安全功能，应用加密技术

为了提高无线传感器网络安全，就要在满足用户需求的前提下，加强对网络安全的维护。要明确无线传感器的安全功能集，再对网络安全的功能进行分析，保证功能完善。要分析攻击者的行为，了解其攻击的手法，这样就可以采取有效的对策。常见的攻击方式是通过接收机窃听无线传感器网络系统，对信息进行盗取和篡改。因此，要采取道高一尺魔高一丈的方法加密无线传感器，提高网络通信数据的安全，避免攻击者窃听、盗取信息，降低损失[7]。

将加密技术与无线传感器网络相结合就能够避免供给人员窃听无线链路。数据链路中的内容还可以阻止攻击者篡改网络信息。在网络层中应用加密技术，可以保护路由不会被篡改。除了加密技术之外，还有多種多样的认证技术与密钥管理相结合，保证数据得到高效、完整传输，提高信息安全。在采用加密等技术时，要考虑到节点中的资源限制问题，可采用轻量化计算方法。

7.2 提高路由安全，应用认证技术

在无线传感器网络安全中，需要进一步提高路由安全。路由是网络中的基础设备，工作人员要设置完善的路由协议，提高路由对各路攻击的抵抗能力，进一步保证网络安全运行。设置安全路由时，要遵循完善的安全机制，比如广播半径限制、信任模型等。

除了路由安全之外，还要在无线传感器网络中应用先进的认证技术。目前，认证技术主要包括两种：第一种是信息认证技术，该技术主要是确定信息源的身份、信息的完整性;避免信息源身份非法，或者信息在中间节点处被伪造和篡改;第二种是实体认证技术，该技术主要是对路由进行保护，提高路由安全，避免非法节点侵占路由，篡改信息。实体认证主要包括直接确定法和间接确认法。直接确认主要是确定可信任节点后，直接将其添加即可;间接确认主要是判断其他节点确认节点是否可信。在应用认证技术时，同样需要采取轻量化算法。

8 结束语

无线传感器网络在物联网中起到非常重要的作用，需要高度重视这一网络的应用安全，实现对信息的安全传输与接收。目前，无线传感器网络还出于进一步发展过程中，其安全性有待进一步提升，该文通过分析物联网环境下的无线传感器网络安全问题与措施，指出加密技术与认证技术应用的必要性，旨在规避攻击者对网络形成的攻击行为与数据篡改行为，实现无线传感器网络安全运行。

参考文献：

[1] 汪烁， 丁露. 物联网无线传感器网络标准化现状与需求分析[J]. 中国标准化， 2018(21)： 69-73， 79.

[2] 薛国超. 无线传感器网络与物联网的应用研究[J]. 智能建筑与智慧城市， 2018(9)： 71-72.

[3] 吴健. 物联网技术在安全管理中的应用[J]. 信息系统工程， 2018(9)： 78.

[4] 徐拓. 面向物联网的无线传感器网络研究[J]. 时代农机， 2018， 45(7)： 249.

[5] 顾鹏. 一种物联网无线传感器网络数据包路由转发设计[J]. 信息与电脑：理论版， 2018(12)： 3-6.

[6] 李刚. 船舶无线传感器网络中物联网技术的应用[J]. 舰船科学技术， 2018， 40(6)： 178-180.

[7] 易月娥. 面向物联网的无线传感器网络关键技术研究[J]. 长沙民政职业技术学院学报， 2017， 24(4)： 118-121.

【通联编辑：谢媛媛】

作者：王荟珺

无线传感器网络安全论文 篇2：

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3：

无线传感器网络安全策略研究

摘要：无线传感器网络安全技术被广泛的应用在各个领域，因此，研究无线传感器网络安全技术具有重要的意义。本文首先分析了无线传感器的安全目标，阐述了无线传感器的安全特性，提出了无线传感器网络安全技术的对策。

关键词：无线传感器;传感功能;网络安全技术;分析;策略1无线传感器的安全目标

无线传感器网络的安全目标是明确保护网络某些方面的特性，包含传统网络以及适合其自身特点的目标。

1.1 机密性

机密性是指对被捕获的节点或未经授权的节点隐藏信息，保证传感器网络通信信息的机密性。一个传感器节点不应该把信息泄露给其邻居节点，假设敌方已经在网络中注入了恶意节点，机密性将阻止这些恶意节点从其他正常节点获取信息。

1.2 完整性

传感器网络中的完整性是指要确保数据的可靠性且在发送过程中信息不被中断、篡改或者替换。即使网络中具有机密性措施保护，数据完整性仍然可能被篡改。以下两种情况网络完整性容易受到威胁：一种是网络中的恶意节点注入伪造数据，另一种情况是网络拥塞导致无线链路数据的破坏或丢失。

1.3 认证性

认证性通过鉴定与其通信节点的身份以确保信息的可靠性。传感器网络中的攻击者不仅仅只是修改数据包，还能够注入伪造数据包。因此，接收节点应该能够确认数据包确实是从合法节点发送的。换句话说，数据认证可以核实发送者的身份。当发送节点和接收节点共享密钥计算消息认证码时，通过对称或非对称机制来实现数据认证。传感器网络无线链路和无人看护的特性给认证工作带来很大挑战，此外传感节点的能量和计算能力有限使得复杂的密码技术不适合传感器网络。

2无线传感器的安全特性

2.1 节点的脆弱性

由于传感器网络通常部署在无人值守的地区或敌方阵地，缺乏必要的物理保护，所以节点很容易丢失、被俘获落入攻击者的控制之中，此外由于传感器节点能量、存储空间、计算能力有限，安全机制需要高计算能力、存储空间以及能量资源，当运行在微小传感器节点上时会给传感器网络带来额外负担。举例来说，执行加密解密函数需要存储、管理和发送加密密钥等。

2.2 无线链路的脆弱性

无线通信本身存在一定的不可靠性，容易导致数据包破坏或丢失。攻击者使用相应频段的设备很容易对网络信息进行窃听或者将伪造的消息注入到网络中。如果没有很好的身份认证机制，攻击者也很容易接入网络进行各种破坏活动。

2.3 拓扑结构的不稳定性

传感器网络节点通常是被随机地撒落到目标区域中，节点部署未知，故拓扑结构也未知;部署后，节点可能会因为能量耗尽、自然或人为破坏等因素引起拓扑结构发生变化，不易控制和管理。

3无线传感器网络安全技术的对策

3.1 密码技术

在采用密码技术进行保障无线网络信息安全过程中，可以增加密码中代码的长度和复杂度，以增强无线网络信息的保力度，实现网络通信的安全性。在日常生活中，不对称秘钥和对称秘钥的运用最为广泛，其主要原因就是这种密码技术的保护力度较强，而且在设置上较为简便快捷。

3.2 安全数据融合

无线传感器网络中使用最多的还是数据，传感器节点在收到附近的数据信息后，然后将这些数据传输到汇聚节点，在对数据信息进行整合成为了有效的信息数据后，再将这些数据传输给用户。这种方式提高了数据的有效性，减少了数据在传输过程中的冗余，使得数据传输的负载较小，提高了传输效率，减少了设备的磨损，增加了整个无线网络的使用年限。但是无线网络的攻击对这些信息数据的传输仍是一个危害，因此加强了对数据融合的研究，安全数据融合的目的就是采用随机抽样和交互式证明机制，使得在节点汇聚的数据是真实可靠的，大大增加网络通信数据融合的安全性问题。

3.3 密钥管理技术

密钥管理技术就是在无线网络安全中使用密钥技术的管理，它将处理在其使用期间的一切问题，也是整个加密系统最为关键的一个部分，一旦管理的不到位，很容易造成通信信息的泄露，对无线传感器网络的使用者造成巨大的损失。截止到目前为止，这项密钥管理技术主要对对称密钥技术有效。密钥管理技术的分配模式是概率性和确定性，而密钥模式是预共享和非预共享两种方式。

3.4 安全路由技术

在无线传感器网络的使用过程中，虽然各个小型传感器的布置较为随意，但是在布置后不可以随意更换，其网络节点处的设备充电也较为不便，节约能量消耗成为了一个问题。而这个过程中，为了实现节能消耗延长无线网络的使用年限，提出了各种路由协议便于节能减耗，但是却忽略了路由中的信息传输安全性问题，增加了在通信中路由受到攻击的可能性。在实际应用中，专业人士提出了多种路由协议，包括SPINS协议和多路径路由机制，但是都需要进行改进，最终会实现路由技术的安全性。

[参考文献]

[1]朱政坚,谭庆平,朱培栋,郑倩冰.无线传感器网中线性网络编码的安全检查[J].武汉大学学报(工学版).2010(01).

[2]朱政坚,谭庆平,朱培栋.无线传感器网络安全研究综述[J].计算机工程与科学.2008(04).

[3]朱政坚,谭庆平,朱培栋.无线传感器网络中抗捕获的密钥管理协议[J].计算机应用研究.2008(10).

作者：刘宇 闵沚玥