12、无线传感器网络与移动自组网的安全与路由研究

无线传感器网络与移动自组网的安全与路由研究

1. 无线传感器网络与后量子物联网

将无线传感器网络（WSNs）安全集成到物联网（IoT）中，要求两个平台至少支持一种标准化安全套件，如IEEE 802.15.4、CoAP、6LoWPAN等。使用标准化安全解决方案有助于保持互操作性，因为自定义方法会缩小技术的应用范围。

一旦美国国家标准与技术研究院（NIST）完成量子安全算法（用于加密、签名和密钥交换）的标准化过程，物联网的一些安全规范可能最终会更新。这对已经在物联网生态系统中运行的WSNs提出了挑战，因为后量子算法的实现会给底层系统带来处理延迟和存储方面的巨大负担。

1.1 更新当前节点以支持后量子密码学（PQC）算法

许多WSN节点是预先制造并储存，以便后续部署，这也是出于经济考虑，大量订购节点组件可显著降低制造成本。但当传感器、电源、通信硬件、内存和处理器无法更改时，改造设备具有挑战性。不过，可以更新处理器软件以支持新的潜在安全解决方案。

以内存最受限的设备为例，它共有32 Kb内存，一个密钥约2 Kb的密码系统仅存储密钥就需占用设备6%的内存资源。在受限设备中实现PQC时，必须考虑算法的存储要求。

对于公钥密码学（PKC），除了内存使用，带宽同样重要。密钥交换等加密协议要求各方至少交换一次“公钥”，更大的密钥意味着需要传输或接收更多比特，通信成本通常会超过处理成本。例如，MicaZ节点传输1字节数据相当于执行1360个操作周期，接收1字节相当于执行1520个操作周期；TelosB节点传输和接收1字节数据分别估计需要4800和5440个处理周期。此外，数据存储在能源方面成本也很高。

以Cortex