6、物联网中的无线传感器网络与安全挑战

物联网中的无线传感器网络与安全挑战

1. 物联网面临的安全威胁

物联网由于其设备的物理特性，极易受到物理攻击，攻击者可能会破坏或重新安置设备，导致一个或多个设备无法正常工作，造成不可逆转的损失。在物理攻击中，攻击者还可能提取密钥并通过上传新固件来修改设备行为。

除了物理攻击，物联网网络还面临多种拒绝服务（DoS）攻击，这些攻击发生在不同的网络层：
- 物理层 DoS 攻击 ：攻击者产生干扰，降低调制波的整体信噪比（SNR）。
- 链路层 DoS 攻击 ：攻击者迫使设备耗尽能量。例如，诱导设备发生媒体冲突，使设备重新传输帧，从而缩短电池寿命；发送带有虚假地址的帧，导致设备发送虚假回复，消耗电池电量；对于依赖功率占空比的设备，攻击者会实施睡眠剥夺攻击，使设备持续忙碌。当被攻击的设备是物联网网关时，会影响整个网络的路由。
- 网络层 DoS 攻击 ：攻击者向网络中大量发送数据报，填满队列，导致网络性能下降和吞吐量降低。

为了防止攻击者重发旧数据报造成故意拥塞，许多网络采用了重放保护机制。数据报包含递增的序列号，设备通过序列号来跟踪数据报的新旧程度，丢弃序列号低于之前接收数据报的陈旧数据报。然而，这种保护机制也可能被利用，攻击者发送序列号较高的虚假数据报，阻止有效数据报被目的设备处理，即重放保护攻击。

在某些物联网协议中，为了简化，可靠传输的确认消息没有受到安全保护。攻击者可以虚假确认已传输的消息，同时产生足够的干扰使原始消息被丢弃，让源设备误以为消息已被接收。此外，物联网中会定期协商加密密钥以确保数据的机密性，攻击者可能会伪装成合法