无线传感器网络安全支持技术的研究

【摘要】：无线传感器网络是一门交叉学科,涉及计算机、微电子、传感器、网络、通信、信号处理等多个领域,是自动化、通信工程和计算机科学技术学科中的一个新的研究范畴,具有广阔的应用前景。随着传感器网络在各个领域的不断应用,其安全问题日益突出。传感器网络采用的无线通信方式,信道缺少必要的屏蔽和保护,使其更容易受到攻击和窃听。再由于传感器网络的资源受限,传统的加／解密无法直接应用到传感器网络中,这就要求必须设计出相应能够满足实际应用的无线传感器网络安全方案和相应的密钥管理方案来增强传感器网络的安全机制。 本文在介绍传感器网络有关知识的基础上,研究了传感器网络的安全技术及操作系统必要的能耗分析。主要工作如下：①根据无线传感器网络的体系结构及特点,分析了传感器网络面临的各种攻击和安全问题,并结合传感器网络的自身特点提出了安全需求。②分析了传感器网络密钥管理方案的特点及指标,着重研究了当前使用较广泛的密钥预分配机制,对其优缺点进行比较。③给出了一种针对无线传感器网络的密钥预分配方案,并对该方案的特点和指标进行了分析和评价。④根据该方案的能耗标准,通过对传感器网络的开源嵌入式操作系统TinvOS的分析,论证了程序的设计及仿真,对给出的密钥预分配方案的节点能量损耗进行了初步研究。本文所采用的思想和建议的算法,具有一定的实用性,在一定程度上能够确保传感器网络的安全。 传感器网络安全所涉及的知识面比较广,本文主要对其中的密钥管理,密钥预分配机制,基于TinvOS的能量损耗做了分析研究,给出的方案充分考虑了传感器网络资源有限的特点,极大地增强了传感器网络的抗节点俘获性能,并且在安全链路建立时对伪造节点进行了识别,有效地提高了传感器网络的安全性。