无线传感器网络安全

无线传感器网络技术及其应用第五章无线传感器网络安全课程目录5.15.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术5.35.4无线传感器网络的发展与安全趋势5.1无线传感器网络安全问题概述5.1.1安全需求15.1.1安全需求25.1.1安全需求35.1.1安全需求45.1.1安全需求55.1.1安全需求65.1.1安全需求785.1.1安全需求5.1.1安全需求5.1无线传感器网络安全问题概述5.1.2攻击与威胁15.1.2攻击与威胁25.1.2攻击与威胁5.1.2攻击与威胁15.1.2攻击与威胁25.1.2攻击与威胁35.1.2攻击与威胁45.1.2攻击与威胁55.1.2攻击与威胁65.1.2攻击与威胁75.1无线传感器网络安全问题概述5.1.3跨层的安全框架15.1.3跨层的安全框架25.1.3跨层的安全框架35.1.3跨层的安全框架45.1.3跨层的安全框架55.1.3跨层的安全框架6课程目录5.15.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术5.35.4无线传感器网络的发展与安全趋势5.2无线传感器网络中的密码学理论5.2无线传感器网络中的密码学理论RC5是一种对称的快速加密算法，比较适用于廉价的传感器网络。而RC6对RC5进行了改进，弥补了RC5在扩散速度上的不足，两者的性能对比，如表5-1所示5.2.1密码算法的选择性能RC5RC6原因分析简洁性更好好RC5和RC6用到的是常用运算，算法简单扩散性好更好RC6引入整数乘法，提高了扩散性执行时间更短短RC6算法采用了计算量相对较大的乘法运算存储空间更小小无论加密还是解密过程，RC5相比RC6更简洁执行效率更高高RC5运算过程更为简单安全性高更高RC6采用乘法运算弥补RC5的漏洞软硬件实现容易容易都只用了常见的初等运算，有很好的适用性表5-1RC5/RC6性能对比这两种算法只使用了常见的初等运算，算法速度快，占用存储空间小，实践证明其符合无线传感器网络节点的要求。125.2.1密码算法的选择35.2.1密码算法的选择5.2.1密码算法的选择5.2无线传感器网络中的密码学理论15.2.2密钥管理25.2.2密钥管理35.2.2密钥管理45.2.2密钥管理55.2.2密钥管理65.2.2密钥管理75.2.2密钥管理85.2.2密钥管理两类密钥管理方案相比，静态密钥管理的优点是通信密钥无需频繁更新，不会导致更多的计算和通信开销，缺点是一定数量节点被俘获后，网络的安全性将受到威胁；动态密钥管理的实时更新使得敌人难以获取最新的密钥，但是计算和通信开销较大。具体如表5-2所示。表5-2静态和动态密钥管理方案比较5.2.2密钥管理比较项目静态密钥管理方案动态密钥管理方案密钥部署网络运行前部署网络运行后多次分配密钥产生网络初始化后一次完成网络运行后多次产生密钥分配密钥信息基本预分配于节点中根据需要密钥子集将重新分配密钥更新不更新在一定周期内多次更新节点被俘获抗俘获攻击能力弱抗俘获攻击能力强网络性能计算、存储、通信开销小计算、存储、通信开销大9105.2.2密钥管理115.2.2密钥管理125.2.2密钥管理135.2.2密钥管理145.2.2密钥管理155.2.2密钥管理5.2无线传感器网络中的密码学理论15.2.3安全协议25.2.3安全协议35.2.3安全协议5.2.3安全协议45.2.3安全协议55.2.3安全协议NA,{DA}(Kencr,C),MAC(Kmac,C|{DA}(Kencr,C)){DB}(Kencr,C),MAC(Kmac,NA|C|{DB}(Kencr,C))通过以上的过程，可以看到传感器网络加密协议SNEP具有以下优点：①通信负载较低②语义安全③数据认证④重放保护⑤弱实时性65.2.3安全协议75.2.3安全协议85.2.3安全协议95.2.3安全协议课程目录5.15.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术5.35.4无线传感器网络的发展与安全趋势5.3无线传感器网络中的密码学理论5.3无线传感器网络安全防护技术15.3.1安全认证技术25.3.1安全认证技术35.3.1安全认证技术45.3.1安全认证技术55.3.1安全认证技术5.3无线传感器网络安全防护技术15.3.2访问控制技术25.3.2访问控制技术35.3.2访问控制技术45.3.2访问控制技术5.3无线传感器网络安全防护技术15.3.3安全通信与路由技术一个WSN节点不仅是一个主机，而且是一个路由器。WSN路由协议的首要任务是在一对节点中建立正确、有效的路由，实时地发送消息。表5-3无线传感器网络主要路由协议可能遭受的攻击汇总如果路由被误导，整个网络可能陷于瘫痪。无线传感器网络中主要的路由协议容易遭受的攻击，如表5-3所示。5.3.3安全通信与路由技术路由协议类型可能遭受的攻击类型基于能量的路由协议虚假路由信息、选择性转发、Hello消息洪泛攻击、SinkHole基于查询的路由协议虚假路由信息、选择性转发、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击、SinkHole基于位置的路由协议虚假路由信息、选择性转发、环路攻击、Sybile攻击、SinkHole基于数据可靠的路由协议虚假路由信息、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击Leach分层结构路由协议选择性转发、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击235.3.3安全通信与路由技术35.3.3安全通信与路由技术5.3无线传感器网络安全防护技术15.3.4安全定位与时钟同步技术25.3.4安全定位与时钟同步技术35.3.4安全定位与时钟同步技术45.3.4安全定位与时钟同步技术55.3.4安全定位与时钟同步技术65.3.4安全定位与时钟同步技术5.3无线传感器网络安全防护技术15.3.5入侵检测、容侵容错技术25.3.5入侵检测、容侵容错技术35.3.5入侵检测、容侵容错技术45.3.5入侵检测、容侵容错技术55.3.5入侵检测、容侵容错技术65.3.5入侵检测、容侵容错技术75.3.5入侵检测、容侵容错技术课程目录5.15.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术5.35.4无线传感器网络的发展与安全趋势5.4无线传感器网络的发展与安全趋势15.4.1车载传感网络及其安全性25.4.1车载传感网络及其安全性35.4.1车载传感网络及其安全性45.4.1车载传感网络及其安全性55.4.1车载传感网络及其安全性5.4无线传感器网络的发展与安全趋势15.4.2物联网及其安全性25.4.2物联网及其安全性25.4.2物联网及其安全性课后习题1．无线传感器网络应具备的安全特征有哪些？2．无线传感器网络常见的攻击类型有哪些？3．对称密钥和非对称密钥管理方案的优缺点？4．TESLA的核心思想是什么?5．无线传感器网络的认证机制有哪些？6．无线传感器网络的访问控制协议有哪些？如何保证安全？7．目前无线传感器网络路由协议面临的威胁有哪些？8．如何做到无线传感器网络中的安全定位？9．无线传感器网络中为什么要有入侵检测系统？10．车载系统的网络安全有何特性？11．什么是物联网，物联网所面临的安全问题是什么体现在哪些方面？THANKS