无线传感器网络安全技术探究

无线传感器网络安全技术探究

张兴霖

云南电网有限责任公司昭通供电局 云南昭通 657099

摘要：21世纪是信息技术高速发展的时代，先进的网络设备以及网络技术快速更新迭代，给人们的日常生活带来了极大地便利和改善，提高了人们的生活质量。但是也带来了一系列的网络信息安全问题，必须黑客攻击，信息泄露以及计算机病毒等。给人们的信息安全和财产安全带来了极大地威胁。为了有效解决网络信息安全问题，网络安全技术应运而生。通过对网络安全技术的开发和利用，可以大大降低无线传感器受黑客攻击的损害。

关键词：

网络安全技术是一项具有多样性，特殊性以的信息技术。通过网络安全技术在计算机网络中的应用，可以大大的提高信息传输和信息存储的安全性。避免信息数据在传输或者是存储的过程中出现缺失和泄露，最大程度上保障数据传输的安全。除去对信息数据的进行安全保障，网络安全技术体系中的密码学技术还可以对文件和数据进行加密，拥有数据加密，系统安全，身份验证等一系列功能。

1. 无线传感器网络的概念

无线传感器网络是一项基于无线通信技术对大规模传感器节点进行连接组合的一种特殊的网络形式。无线传感器的主要组成有：数据采集组件、数据传输组件、数据处理组件以及供能组件。数据采集组件通常对数据采集区的信息进行采集和转换，数据传输组件主要对数据信息进行接收和发送数据。数据传输组件主要对全部经理的路由器以及下方让我定位装置等信息进行管理。目前，供能组件，为了减小无线传感器的体积，大多会采用为微电池。

无线传感器网络具有组成复杂、规模大、网络密集性高的特点。无线传感器是组成无线传感器网络的基本单元。其工作性能直接影响着整个网络的可用性和安全性。无线传感器还有资源限制性。单一节点的无线传感器可进行采集和传输的信息相对较少。同时，无线传感器需要及时更换电池。

2. 无线传感器网络安全存在的问题

   1. 安全机制不完善

无线传感器网络是由无数个微型无线传感器组成的特殊网络，无线传感器会按照特定的结构进行排布。在无线网络通信技术的基础上，进行信息传输。但由于无线传感器目前缺乏完善的安全机制。同时，无线传感器具备自发性及受能量节点影响大的特性。因此在进行应用时，仍然存在着较大的缺陷和问题。在设计过程中，无线传感器网络中的物理保护未能发挥有效作用。由于缺乏有效的安全机制，无线传感器网络本身的不安全因素极易扩散，若未能及时的进行处理，则会对无线传感网络的应用情况产生不良影响。

1. 2. 设备能耗较大

无线传感网络在架构初期，会对传感器的安装位置进行确认。如果成功建成之后，对其位置进行调整，将会花费极高的经济代价。无线网络设备需要不间断的电源支撑。同时与无线设备相接的移动终端也会增加整个网络的能耗。若在使用的过程中系统内的电流出现降低，则极容易对无线传输网络的功能产生不良影响。甚至会导致整个网络的瘫痪等极端后果。在此情况选，无线传输网络的安全防护系统已无法正常发挥其效能。黑客可以趁虚而入，破坏安全防护系统，进行数据窃取。

1. 3. 结构组成不严谨

无线传输网络具有大量的设备节点，在建设的过程中节点的设置往往会极为随意，相较于有线网络，无线网络的安全性能仍然较为欠缺。大量的设备节点若未能形成一个完善可靠的系统机制，则极容易导致故障发生率的提高。在发生故障时，由于结构组成不严谨，维修人员难以精准定位故障点对的位置，为安全事故的处理工作带来了极大的不便。网络安全的可用性和完整性难以得到可靠的保障。

3. 无线传感器网络安全的技术手段

   1. 密码学技术

对称性密码技术主要分为基础性对称密码和升级式对称性密码。

基础性对称密码，这是一种较为传统，使用较为广泛的对称性密码技术。该加密技术主要就是利用具有一般性规律的数字进行数据加密。密码的生成方和解密方的密码形式一致。比如，在某一次数据传输的任务中，“100”代表“我”，“101”代表“和”，“102”代表“你”，那么最终生成的密钥就是“100 101 102”。数据的接收方只要直接输入密码就可以获取信息。

该方式具有形式简单，应用难度低得特点，在目前信息数据传输中得到了较为广泛的应用。但该方式也存在着一定的缺点和不足，主要体现在密码结构简单方面，如果网络信息安全的攻击程序升级，信息传输的安全性也会大大下降。

升级式对称性密码就是在基础性对称性密码的基础上进行充分的研发改良和升级，是网络信息安全密码技术迭代的重要代表。它将传统的固定密码转变为具有动态性的对称性密码。使用者可以根据数字组合之间的规律，组建信息加密代码，而后将独立设定的对称性密码作为密钥即可。

相较于对称性密码技术，非对称性密码技术的信息加密内容不是按照同一规律进行数据加密，后者具有更好的安全性和可靠性。非对称性密码技术根据应用的不同可以分为序列式，对等式以及嵌套式三种。

序列式密码的加密技术是较为常见的网络信息安全保护方法，该方法主要就是在常规密码的基础之上对自身的密码结构进行改进，将密码安全保护加密信号连接为一个体系型安全防护结构，实现信息数据的加密。对等式密码技术，主要指的是单层密码之间进行对应加密。但较之于常规密码，对等式密码的密码和密钥的形式不同。该方法可以对加密者和解密者进行双向防护，防治第三方获取密码。嵌套式密码技术在网络信息安全中的应用，会根据文件加密程度的不同，形成嵌套式的密码结构，也就是业内所说的“大小密码”，具有较高的安全性。

1. 2. 防火墙技术

防火墙技术在具体的应用过程中具有极强的3A管理功能，同时可以通过NAT地址转换将内部主机的地址转换成外网地址。这样就可以令无线传感器能够共享Internet，还可以实现内网结构的隐藏。防火墙技术同时可以通过VPN的方式进行认证和管理，采用防火墙技术，不仅可以保障无线传感器网络不会受到偶然或恶意的黑客攻击。还可以做到无VPN客户端网络服务。即无线传感器无需安装客户端即可利用网络服务。在无线传感器网络的 网络结构中，可以对核心网及无线网络进行隔离。从更进行分开管理，从而避免无线客户端被攻破对有线网络产生不良影响。

1. 3. 入侵检测技术

通过密码学技术，能够为无线传输网络提供了一定程度上的安全保护,但是其基础安全防护体系仍然存在着脆弱点。其中一点就表现在网络防护体系对来自于不法分子的非法入侵无法进行快速识别和响应。因此，为了保障网络系统的安全,技术人员必须因地制宜，根据实际情况和需求的不同设计出具有较高针对性和可用性的入侵检测系统。进一步完善网络系统在入侵检测层面上的功能。清算信息系统的各种脆弱性和风险。但是在使用该项技术的过程中，可能会额外提高设备运行的电力消耗，主要原因在于入侵检测功能的实现需要借助于一些命令和特征库匹配，同时会根据实际情况的变化对自身的参数配置进行修改。因此在使用该项技术的过程中,必须增加一些能量设备维持系统的稳定工作，以此实现对无线传感网络的有效保护

结束语：

网络是把双刃剑，通过网络技术的使用可以大大加快企业的转型和发展，给我们的日常生活带来便利。但同时也会带一系列安全问题。目前，随着计算机网络技术的不断发展，网络信息安全得到了社会各层的一致认同。网络安全技术也因此成为了网络信息安全的可靠保卫者，为信息数据在存储和传输的过程中提供安全上的保障。

参考文献：

[1] 郭顺文. 基于无线传感器网络安全技术及应用实践的研究[J]. 网络安全技术与应用,2021(2):71-72.

[2] 陈显龙. 无线传感器网络安全组网技术的运用分析及研究[J]. 网络空间安全,2016,7(7):51-53.

[3] 陈智勇. 无线传感器网络安全若干关键技术研究与应用[D]. 江苏:南京大学,2011.

[4] 王哲. 基于ZigBee协议的无线传感器网络安全和定位技术研究[D]. 陕西:西安电子科技大学,2014.