基于無線傳感器網絡安全技術及應用實踐的研究

◆郭順文

基于無線傳感器網絡安全技術及應用實踐的研究

◆郭順文

（江蘇聯合職業技術學院財經分院 江蘇 221000）

隨著網絡通信技術的不斷創新發展，無線傳感器網絡在社會中的應用越來越廣泛。同時也出現了一些安全問題對數據信息的有效傳遞造成了一定的威脅。文章通過對無線傳感網絡的安全需求以及實際應用中的問題進行說明，并提出了解決這些問題的技術措施。

無線傳感器；網絡；安全技術；應用研究

了解無線傳感器網絡在實際應用中的安全需求，可以便于網絡安全工作者在對系統的設計環節中采取更加科學合理的技術方式完成對應的實際需求。使得安全問題在設計環節中大幅降低，并對后期進行系統的安全保護工作提供有力的技術支持。

1 安全需求

（1）機密性

通過無線傳感網絡實現信息的傳遞時，往往包含著極其重要的數據內容，一旦網絡系統遭到不法分子的攻擊，整個系統的重要資料數據就會面臨失竊或遭遇嚴重的破壞，并且將數據中的機密信息用于其他用途，使得信息傳遞的機密性受到了威脅。所以在對這些重要的信息進行傳遞時需要采取一定的安全加密措施或者通過密鑰技術方式實現對機密信息的有效保護。這種方式下機密信息的查詢只有通過相關人員的授權后才能對其進行查閱。

（2）真實性

通常有限網絡的安全保護是需要用戶進行有效的身份認證才可以獲得對相關信息的了解。然而在無線傳感網絡中由于其自身在技術上存在一定的局限性，可以在有線網絡上完成的簽名認證以及數字認證在無線網絡中已經不能夠有效地進行。因為其技術上對內存的空間設置已經無法滿足這些技術認證時的需求。當這些認證技術無法在無線網絡中進行設置時，就會在信息傳遞時極易面臨數據信息遭遇攻擊的風險。因此無線網絡安全在進行規劃設計時需要考慮到認證信息的真實性，避免因技術上的缺陷給網絡安全帶來威脅。

（3）完整性

數據的完整性意味著數據信息傳遞的環節中不應遭到其他程序的惡意攻擊，使數據的內容受到改動或者刪減，最初的主要含義發生變動。通常進行公鑰系統設置的密碼保護程序中，通過數字認證能夠有效地避免數據在傳遞環節中面臨篡改的風險，提高了數據的完整性。然而使用該技術時所產生的經濟成本比較高昂，所以多數設計人員在安全保護的方式中基本很少采用。這就意味著在無線網絡的傳輸環節中需要通過其他技術手段來實現對數據完整性的保護工作，提高網絡安全能力。

（4）拓展性

包含數量龐大的數據技術節點是無線傳感網絡的顯著特征之一，并且這些節點廣泛地存在于網絡的不同位置。一旦無線傳感網絡遭遇非法入侵或是所執行的命令頻繁地發生變動時。在其終端的技術配置會隨著其狀態的變化而進行一系列的參數變化。尤其是在具有拓展性的網絡環境中，技術節點的變動或者遭到攻擊后徹底的失去原有功能都會嚴重地限制其拓展性。所以技術人員前期規劃網絡安全的構建時需要對拓展性引起高度的重視。

2 應用問題

（1）安全機制有待提高

在網絡應用區域較大的情況下多采用無線傳感器，憑借其安裝方便監控范圍廣的特點能夠實現在這樣的環境條件下對數據信息安全可靠的傳遞。然而同時也存在著在網絡系統搭建的過程中大量地使用價格相對不高的傳感設備，降低安裝過程中的經濟成本。然而這種傳感設備往往在安全性能的保護上具有一定的缺陷極易受到外界環境的影響或面臨惡意攻擊。并且大量存在的設備節點使無線網絡在進行自主性預防攻擊風險以及對傳感設備的參數調整優化時帶來了極大的不便。限制了其在更多領域或地區的應用。所以需要設計人員根據無線網絡技術節點多，傳感設備欠缺完善的保護程序，對網絡安全機制進行系統的設計提高系統抵御安全風險的能力。

（2）設備能耗高

無線傳感網絡在進行系統構建時一旦其內部的傳感設備在廣泛分布的具體位置進行安裝確定后，如果再要對其進行較大幅度的變動需要花費高昂的代價，并且這一過程極易對系統的安全性在局部造成威脅。有效的網絡在進行系統的變化時所消耗的能耗相比無線傳感設備具有明顯的優勢。無線網絡設備需要網電源持續不間斷地為其網絡信息的傳遞提供能量，并且在與無線設備相連接的移動終端上同時會增加其能耗的消耗，一旦系統內的電流出現大幅的降低無線網絡的通信性能便會受到影響，更為嚴重的是系統的安全保護性能在此時已經無法實現其應用的功能，當用意不良的人員在此時對無線網絡進行入侵時很輕松地就會破壞安全防護系統，對數據信息進行攻擊。所以在對無線網絡的應用中要對其能耗高的問題進行完善。

（3）結構組成隨意

無線傳感網絡大量的設備節點在實際中的設置往往非常隨意。由于其系統本身相比有線網絡在安全性能上就有很大的差異，再加之大量設備節點沒有形成一個系統的機制導致其面臨網絡安全的風險遠遠高于有線網絡。這種隨意的布置也使得系統的穩定性不是很好，節點越多設備發生故障的概率就會越大。一旦發生故障面對隨意布置的節點維修人員難以找到故障點的具體位置，為安全風險的處理帶來了極大的不便，網絡安全的穩定與可靠無法得到及時有效的保障。

（4）通信性能不高

相比有線網絡的通信質量，無線傳感網絡在信息的傳遞時經常發生數據信息的延遲，這是由于其自身的技術特點決定。無線網絡在數據傳遞環節中使用的通道數量及穩定性與有線網絡相比存在不小的差距。不穩定的網絡通道就會產生在數據傳遞時的延遲現象，甚至在傳遞的環節中丟失部分關鍵信息。最為嚴重的時通信的過程中由于其通道數量不多，安全保護的一些技術方式無法充分地在這樣的條件下發揮其保護功能，使得通信內容極易受到外界干擾，無法進行高效的通信。

3 技術措施

（1）干擾控制

無線網絡在實際的應用中極易受到外界各種因素的干擾對其通信質量及安全防護造成嚴重的影響。在無線網絡的終端與數量種類繁多的無線設備連接，這些設備對無線網絡中的一些數據信息能夠進行隨意的讀取。同時由于其技術特點使得在波長相近的區域內傳感設備的數據信息同時被多臺無線設備進行讀取。其自身發出的無線波也給其他無線網絡設備的安全穩定運行構成了一定干擾。在對其進行安全設計的前期需要有效地降低其自身產生干擾信號的強度，在對其干擾信號進行有效的檢測，避免出現設計環節上的失誤。不僅需要降低自身的干擾信號更為重要的是在無線網絡的內部結構中需增加抵抗外界干擾的裝置，完成對抵抗外界干擾能力的提高。

（2）密碼技術

為了解決無線網絡輕易地被一些用戶破解，使用人員可以在無線網絡連接的環節中增加密碼保護。現如今無線傳感網絡的使用已經極為普遍，其廣泛地存在于各種環境中。在這樣的條件下未設置密碼保護的無線網絡可能同時被多數人在使用，影響了網絡通信的速度。當遇到一些惡意的攻擊使網絡系統就會面臨崩潰。密碼技術的應用可以在一定程度上增加其進入網絡的難度。在密碼的設置可以通過增加密碼的長度或者進行字符數字的組合或者是在網絡的對外顯示設置中將無線網絡進行設置，讓其他人員無法通過簡單的搜索方式查詢到該無線網絡。

（3）數據融合技術

無線傳感網絡的應用中使用了大量的節點設備，并且這些設備之間未能形成一個統一的整體。當網絡安全出現問題時，面對這樣布局不具條理性數量龐大的網絡傳感設備，技術人員無法實現對問題點的快速準確判斷。使網絡安全不能得到及時有效的保護。通過數據信息的分析結合目前現有的技術手段可以高效地判定故障點。數據分析主要通過計算機進行控制，將各種傳感設備的實時信息進行翔實的匯總，對比各設備正常工作的性能參數，將有可能存在故障點設備進行篩選。技術人員對這些篩選的數據進行初步的分析后，再次利數據信息統計更改部分故障點參數，龐大的數據信息在極短的時間內會將故障點準確地呈現給技術人員。節省了大量的體力勞動，并且高效地處理了無線網絡安全問題。

（4）進行入侵檢測

雖然通過密碼保護技術給無線傳感網絡的安全提供了一定的保護，但是用于基礎安全保護系統環節中仍存在一定的缺陷。例如在對外界非法入侵的有效識別上不能對其進行精準的判定。為了解決此種現象，無線網絡專業的技術人員結合實際的應用開發出入侵檢測保護功能。在更加完善的保護系統下可以對無線網絡中各種存在風險的數據信息進行有效的檢測。對網絡各技術節點的實行入侵檢測可以在基礎的網絡體系構建中將非法的入侵及時地發現并對其采取相應的保護程序。此項技術在實行的環節中可能會增加設備運行的能耗，這是由于進行入侵檢測的環節中系統需要持續地發出一些技術指令，并結合外界因素的變化不斷的優化其自身的參數設置。所以在此項技術的執行中，需要增加一些能量設備維持系統的穩定工作，以此實現對無線傳感網絡的有效保護。

4 結語

無線傳感網絡對安全的需求為機密性、真實性、完整性以及拓展性。但是在實際的應用中這些需求沒有到有效的保障，造成無線傳感網絡應用中出現安全保護機制不高，設備運行過程中消耗較多的資源，各設備節點的組成不夠系統性以及通信的質量不是很好。通過對運行環節中的干擾進行合理的控制，采取密碼保護技術，進行數據融合以及對入侵進行檢測可以將上述問題有效的解決，提高無線傳感網絡的安全性。

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