无线传感器网络安全研究
盖旗涛
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盖旗涛,. 无线传感器网络安全研究[J]. 信号处理与图像分析,20218. DOI:10.12721/ccn.2021.157022.
摘要: 进入21世纪以来,无线传感器网络已经成为无线通信与计算机网络结合的重中之重。随着网络技术和无线通信技术的快速发展,无线传感器网络在处理和获取海、陆、空综合信息方面的优势越来越明显,尤其是其微处理能力。无线传感器网络是无线通信技术和网络技术的重要延伸,其研究领域广泛而深入。因此,无线传感器网络本身的安全性成为人们探索和关心的首要问题。
关键词: 无线传感器;网络安全
DOI:10.12721/ccn.2021.157022
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从网络技术的发展环境来看,无线传感器网络近年来发展迅速,甚至被业界判定为新一代传感器网络;从专业角度来看,无线传感器具有体积小、成本低、功耗低的特点。它是一种自组织网络,将对当今社会的发展起到非常重要的推动作用。例如,它被广泛用于军事、环境监测、交通控制、医疗保健和工业控制。

1无线传感器和无线传感器网络的概念

一般来说,无线传感器网络的运行需要大规模的传感器配置,这可以非常有效地降低成本。对无线传感器性质的分析表明,无线传感器非常容易受到有限资源问题的影响,无线传感器节点通常只有几十兆赫的处理能力,只有十公斤的存储空间,而且带宽非常有限。另一方面,在使用无线传感器时,在某些应用中,无线传感器节点根本不能很好地运行,传感器节点本身的电能非常有限,因此能源资源成为传感器网络应用的一个主要制约因素。

无线传感器网络(其节点通常分散在受监视的区域中)是独立组织的,对无线传感器网络的安全运行有一定的影响。因此,无线传感器网络的这些特性对无线传感器网络的安全性能提出了更高的要求。在这些要求的范围内,有必要使无线传感器网络的安全机制和安全协议更难适用于无线传感器网络。

2无线传感器网络的特点

2.1能量消耗均匀

在无线传感器网络安全问题中,能量消耗是其重点内容。能源消耗在无线传感器网络中可以具体分为:信息数据采集、信心数据处理以及无线通信。在标量传感器节点中,大部分的能量消耗都处于信息的收发过程中,而数据采集和处理占据的能量消耗比例较少。但是从音频以及视频传感器节点来看,由于所采集的多媒体信息数据量非常大,处理以及采集过程需要消耗大量的能量,所以传统的无线传感器以及多媒体传感器的网络节点消耗各不相同,相关实验数据证明,图像视频采集处理所需要消耗的能量是无线收发过程的2.5倍。而且无线标量传感器的节点能量消耗几乎都存在于数据无线接收发送上,而多媒体设备的网络节点在各个过程所消耗的能量比较均匀。在无线传感器网络应用中,需要重点关注的一个特点就是储存器节点读写操作和多媒体数据处理需要消耗大量的能量。所以,无线传感器网络的密钥管理方案也面临着全新的挑战。

2.2网络规模较大

通常情况下,在监测区域部署大量的传感器能够获取更加精准的信息。通过分布式方法处理大量信息,不但能够提高监测工作的精准性,还能够降低无线传感器网络对节点的要求。同时,网络传感器网络的容错能力较强,因为在网络环境中存在很多冗余节点,大量的传感器网络节点在监测区域范围内都可以减少一定的盲区。

2.3信息感知精准化

传统无线电传感器网络在各个领域范围内得到了广泛应用,但是只能够获取温度、光照强度以及地磁振动等简单的数据,完成一些简单的监测任务。目前大多数视频监控都在应用有线的方式进行传播,各个摄像头都能够独立采集视频数据,所以传统无线传感器网路无法从各个角度表达出监测对象的各种信息。因为无线传感器网络组成中大多数都是多媒体传感器节点和标量传感器,节点之间应用无线通信的模式,能够形成可靠灵活的监测网络,不同类型的传感器节点也可以利用不同模块来从不同角度表达媒体数值。这些数据经过分布式融合计算之后可以发送到各个基站节点,使其完成三维场景重构和目标识别跟踪等等。

3无线传感器网络安全关键性技术

3.1干扰控制

在实际应用中,无线网络极易受到外部因素的干扰,对通信质量和安全保护造成严重影响。无线网络终端连接到一系列无线设备,这些设备可以自由读取无线网络中的某些数据信息。同时,由于其技术特点,多个无线设备同时读取相同波长范围内检测设备的数据信息。无线电波本身也对其他无线网络设备的安全稳定运行造成一定程度的干扰。在安全设计初期有效降低自身干扰信号强度,有效检测干扰信号,避免设计链中的误差。您不仅需要减少自己的干扰信号,更重要的是在无线网络的内部结构中添加外部干扰防护装置,以补充增强的外部干扰防护能力。

3.2数据融合技术

无线检测网络使用大量节点,它们之间不一致。当网络出现安全问题时,技术人员无法对网络检测设备的这种不合理的配置进行快速准确的故障点判断。使网络安全无法快速有效地得到保护。通过分析现有数据和技术工具,可以有效地确定故障点。数据分析主要由计算机控制,能够对各检测设备的实时信息进行详细综合,比较各设备的正常运行性能参数,可以对故障点设备进行滤波。在对技术人员筛选的数据进行初步分析后,数据信息统计可能再次改变某些故障点参数,大量数据信息可能在很短的时间内准确显示技术人员的故障点。节省大量物理工作,有效管理无线网络安全问题。

3.3量子密钥管理

选择量子密钥管理技术主要是因为量子密钥技术在无线传感器网络安全管理中的应用,从而提高密钥分配速度,缩短量子密钥主密钥长度,确保传输安全。在量子密钥安全的具体技术中,这是一种目标明确的密钥安全保密操作,在保证通信系统充分安全的同时,还会促使客户的安全服务,从监听器获取的信息不是很正确,这种技术可以有效地保证此外,在实际网络信息传输过程中,量子密钥技术还能有效地防止无线传感器网络密钥被盗,具有安全性。在无线传感器网络中,可以确保通信系统的安全,为客户端创建更安全的服务,然后提高无线传感器网络安全管理中密钥分配的速度,尽可能缩短初始密钥的使用时间,并使信息传输更加安全。其中,量子信道内的量子主键验证可以帮助不断改进技术,使技术具有较高的安全性。在传输过程中,即使暴露信息协调,也不会影响全局量子密钥安全,能有效防止网络密钥窃取和网络攻击。

3.4身份认证技术

验证技术的主要功能是通过了解通信双方拥有的内容和所知道的内容来确定通信双方是否合法,从而保证了侧无线传感器的安全性能。密码技术在认证技术中一直发挥着关键作用。根据相关研究,虽然所用密码体制不同,但主要分为对称密钥技术认证和公钥身份认证两种类型,这两种认证在大多数情况下都能有效确保无线传感器网络的安全性。

结束语

无线传感器网络是一项新兴技术,其安全技术已进入初期阶段,但无线传感器网络的安全仍然面临许多挑战。随着网络技术的发展,对许多安全技术的研究很可能会得到更多的关注和关注,因为与传统网络不同,无线传感器网络的安全问题将导致在不同的应用情况下对安全问题采取更具建设性的办法。作为今后安全技术研究的一部分,应考虑如何建立统一有效的安全架构,改进密钥管理方案,提高相应的容错能力。

参考文献

[1]王荣福.无线传感器网络安全认证技术研究[J].南方农机,2020,51(12):89.

[2]王德伟.无线传感器网络安全模块的设计与实现[D].黑龙江大学,2019.

[3]熊超.基于无线传感器网络的密钥管理方案研究[D].电子科技大学,2019.

[4]郑晓东,王健.无线传感器网络安全路由技术研究[J].中国信息化2018,{4}(12):64-65.

[5]刘庆俞,王琨,任威.无线传感器网络的安全研究[J].无线互联科技,2018,15(21):16-17.