認知無線電網絡中的數據信道攻擊問題

關戰 石叢軍

【摘要】 認知無線電網絡面臨很多安全問題，本文介紹了在數據信道安全問題中的模仿主用戶攻擊和阻塞攻擊。

【關鍵詞】 認知無線電網絡安全 模仿主用戶攻擊 阻塞攻擊

頻譜感知技術是認知無線電網絡中的關鍵技術之一，精確地獲取可用頻譜信息是認知無線電網絡工作的前提。認知無線電網絡面臨的安全問題眾多，本文從頻譜感知環節數據信道這個攻擊點介紹現有的安全威脅和隱私泄漏問題，

一、模仿主用戶攻擊（Primary User Emulation，PUE）

在認知無線電網絡中，授權的主用戶可以隨時利用所分配的網絡頻段，當主用戶不使用其授權頻段時，頻譜資源為空閑狀態，認知用戶便可利用這些頻段，而當主用戶重新占用頻段時，認知用戶需要及時避讓[1]。

這就需要認知用戶對頻段連續地進行感知來檢測主用戶的出現。模仿主用戶攻擊是指攻擊者通過在信道上發送模仿主用戶信號特征的信號，從而使認知用戶誤認為主用戶存在而將數據信道判定為繁忙。

如圖1所示，模仿主用戶攻擊可以被分類為自私攻擊和惡意攻擊。自私攻擊是指一對用戶以模仿主用戶特征的信號進行相互通信；惡意攻擊是攻擊者在信道上連續發送模仿主用戶信號特征的數據分組，以阻止其他認知用戶的接入[2]。

模仿主用戶攻擊是認知無線電網絡面臨的一個重要安全問題，如何精確地區分主用戶信號和認知用戶信號，以保證感知數據的準確性是認知無線電網絡中的一個重要技術挑戰。

二、阻塞攻擊

對頻段感知、分析、決策之后，認知用戶便可利用分配到的可用信道進行通信。但由于可用信道信息的公開性，攻擊者可以隨機或有針對性地選擇某些可用信道進行阻塞攻擊，此時，盡管認知用戶分配到空閑的可用信道，也不能進行正常通信。

或者攻擊者亦可模仿主用戶的信號，使認知用戶誤認為主用戶出現從而進行信道切換。

該攻擊導致的結果就是多個認知用戶在此信道上的通信都因被攻擊者阻塞而被迫跳轉，認知用戶對此信道使用的反饋結果會造成信道質量差的經驗積累，從而減少此信道的分配，因此，惡意用戶可以使用此信道進行通信，從而達到攻擊目的。

參 考 文 獻

[1] 裴慶祺， 李紅寧， 趙弘洋等. 認知無線電網絡安全綜述. 通信學報， 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.