32、无线传感器网络安全与能效提升研究

无线传感器网络安全与能效提升研究

1. 引言

随着技术的进步，无线传感器网络（WSNs）应运而生并迅速发展。WSNs 工作在无线介质上，相比有线网络，其遭受攻击的可能性更大。有线网络的安全解决方案并不适用于资源受限的无线传感器网络，因此，无线传感器网络安全领域仍有很大的研究潜力。

WSNs 是 IT 环境中的一个新层面，也是一个充满活力的研究领域，涵盖分布式计算、数据管理、硬件和系统配置、编程模型、网络管理、安全和社会因素等方面。它通过分布在不同地理区域的自协调传感器，监测环境和物理因素，如压力、声音、温度等。WSNs 广泛应用于军事侦察等领域，由大量相互连接的节点组成。

每个节点通常包含微控制器和无线电手机等部件。WSNs 对资源、内存、能源、通信带宽成本和尺寸有要求。与普通的自组织网络相比，传统传感器网络的节点总数更多，通常需要密集的网络来保证连接性和覆盖范围。因此，传感器节点通常有严格的能源要求，容易出现故障。它们通常被认为是静止的，但无线信道的不稳定和频繁故障会导致网络拓扑结构的变化。理想情况下，传感器网络设备应小巧、经济、节能且可靠，以延长网络寿命、减少维护需求并增加灵活性。传感器节点的拓扑结构有星型拓扑和多跳网状拓扑等，节点随机分布在网络中。

分组是提高网络能源效率的有效方法，通过数据聚合可以减少网络中的数据流量。然而，拒绝服务攻击（如干扰）很难用大多数自组织和 WSN 节点有限的资源来抵御。节点部署后可能是静态的，并且能源储备固定，而攻击者可以干扰无线电传输。

2. 干扰攻击与应对措施

传统上，军事领域通过扩频通信来应对干扰，但这种方法所需的资源和面临的风险与 WSNs 的要求不一致。过去的 WSNs