无线传感器网络安全路由协议研究
无线传感器网络中的路由协议
无线传感器网络中的路由协议随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经逐渐成为了一种被广泛研究和应用的技术。
无线传感器网络拥有广泛的应用领域，如军事、环境监测、智能家居、健康管理等。
在这些应用中，无线传感器网络的安全、可靠性和生命稳定性是至关重要的。
为了保证上述三个要素，需要一个高效、稳定且可扩展的路由协议来管理无线传感器网络中的数据传输和路由决策。
无线传感器网络与传统的局域网和广域网不同，它不具有结构上的中心，而是由大量分散的节点构成，这些节点协同工作来达到目标。
由于节点之间的距离很近，数据包在此类网络中往往是通过多跳传输。
一个好的路由协议应当考虑网络中所有节点的负载以及能源消耗，尽可能地减少数据包的延迟和数据包的丢失。
这是无线传感器网络中的路由协议需要考虑的主要问题。
在无线传感器网络中，有三种主要的路由协议：平面机制、分层机制和混合机制。
1. 平面机制平面机制是指所有节点都属于同一层次，没有层次结构。
节点之间通过广播协议（如Flooding protocol）相互传递数据。
节点只需知道自己的邻居节点，数据包的传输是由遍布整个网络的节点负责的。
这种方法简单且易于实现，但会导致网络不稳定，易出现死循环和数据洪泛问题。
因此，在实际应用中很少使用。
2. 分层机制分层机制是指将节点按照其功能和自己所处的位置划分为不同的层次。
分层机制将一个大的无线传感器网络划分为多个小的子网络，每个子网络都有一个负责节点。
子网络之间通过中继节点进行通信，可以减少数据的传播距离和提高传输速率。
分层机制通常由三层组成：传感器层、联络层和命令层。
传感器层负责数据的采集与传输，联络层负责中继和路由，命令层负责网络控制和管理。
分层机制的优点是可以有效降低网络负载和节点的能源消耗，提高网络的生存率和稳定性。
常见的分层机制路由协议有链路状态广告协议(LSP protocol)、电子飞秋协议(EFQ protocol)等。
无线传感器网络路由协议研究进展
无线传感器网络路由协议研究进展摘要在无线传感器网络体系结构中，网络层的路由技术至关重要。
在介绍无线传感器网络的特点后，对现有的无线传感器网络路由协议进行了分类，然后着重分析了一些有代表性的路由协议的路由机制，并指出了这些协议的优缺点和应用范围。
最后结合该领域当前研究现状，指出了路由协议未来的研究策略与发展趋势。
关键词无线传感器网路；路由协议；路由分类；路由机制中图分类号tn8 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）35-0173-030 引言随着微电子技术，无线通讯与传感技术的发展，无线传感器网络[1]（wireless sensor networks， wsns）引起了人们广泛的关注。
wsns是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成，通过无线通讯方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。
wsns不需要固定网络支持，在军事国防，生物医疗，环境监测及智能家居等领域具有广阔的应用前景[2]。
作为一种新型的无线自组网络，无线传感器网络与传统的移动自组织网络（mobile ad hoc networks，manet）有着明显的差异，主要体现在：1）wsns节点不移动或很少移动，而manet节点移动性强；2）wsns络旨在收集信息，而manet则倾向于分布式计算和端到端通信；3）wsns节点的能量、存储空间和计算能力有限；4）wsns节点通讯高能耗，数据计算低能耗，节点会因能量耗尽而失效；5）wsns节点数量更大，分布范围更广，节点没有统一编址，节点之间通过广播、多跳通信方式进行数据交换；6）wsns节点产生的数据具有较大的冗余度；这些差异使得manets路由协议不适合直接运用到wsns中，需要结合wsns的特点对其进行改进，提出新的路由协议。
本文对当前较为典型的路由协议进行了分类和总结，指出了路由协议将来发展的趋势，目的在于为路由协议的进一步研究作参考。
1 传感器网络路由协议分类研究近几年，人们提出多种基于不同应用目标的路由协议，并根据不同的应用对路由进行了分类研究与比较[3，4]。
无线传感器网络路由协议安全研究
计算机与数字工程
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥ ｇｎ ｅｉｇ ｇｔ ｎ ｉｅｒｎ ａ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ５ １４ ．
７２
பைடு நூலகம்
２ １ 第 ５期 ０ ２年
无 线 传 感 器 网 络 路 由 协 议 安 全 研 究
严斌 宇 白林 林 苟
成都
旭
６０ ６ ） １０ ５
Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ３ ３ ａ ｓＮｕ ｏ ９
１ 引 言
目前 国 内外 学 者 提 出 的无 线 传 感 器 网络 （ ｒｌｓ Ｗｉ ｅｓ ｅ
Ｓｎ ｏ ｔ ｒ ｓＷＳ ） 由协 议 主 要 是 针 对 Ｗ Ｓ 的 特 ｅ ｓｒ ｗｏｋ ， Ｎｓ路 Ｎｅ Ｎｓ 点 和 网 络 应 用 环 境 而 优 化 设 计 的 ， 些 路 由协 议 最 初 的 设 这
Ｋｏ ｏ ｄｓ ｗｉｅ ｅ ｓ ｓ ｎｓ ｒｎｅ ｗｏ ｋ ，ｒ ｕ ｉ ｇ ｐ ｏ ｏ ｏｌ ｅ ｕｒｔ ｈ ｅ ｔ ，ｓ ｃ ｒｔ ｏ ｔｎ ｙＷ ｒ ｒ ｌ ｓ ｅ ｏ ｔ ｒ ｓ ｏ ｔｎ ｒ ｔ ｃ ，ｓ ｃ ｉ ｔ ｒ ａ ｓ ｅ ｕ ｉｙ ｒ ｕ ｉ ｇ ｙ
２ １ 年第 ５ ０２ 期
表 １ 路 由协 议 的 安 全 威 胁 路 由协 议 安 全 威 胁
计算机与数字 工程
７ ３
在一定程度上克服 泛洪 的缺点 。其基本 思想 是 ： 过节 点 通
间 的 协 商 制 度 和 自适 应 机 制 ， 决 泛 洪 法 中 存 在 的 内爆 和 解 部 分 重 叠 问题 。Ｓ Ｉ 协 议 采 用 三 次 握 手 协 议 来 实 现 数 据 ＰＮ 的 交 互 ， 议 运 行 过 程 中 有 三 种 数 据 报 文 ： ＤＶ、 Ｅ 和 协 Ａ Ｒ Ｑ、
无线传感器网络安全路由协议技术研究综述
１ 引言
随 着 无 线 电 、传 感 、嵌 入 分 布 式 、无 线 通 信 等 技 术 的 发
由所 用 资 源 等 几 个 方 面 ． 因 此 攻 击 者 主 要 从 这 几 个 方 面 实 施
入 侵 和 破 坏 。 例 如 主 动 攻 击 路 由 请 求 和 建 立 过 程 中存 在 的漏
ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｌ ＥＡＣ Ｈ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ，ｓ ｅ ｃ ｕ ｉｔ ｒ ｙ ｃ ｌ ｕ ｓ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｏｕ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｅ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｔ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｅ ｍｕ ｈ ｉ ｃ ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ
洞 ，通 过破 坏 正 常 无 线 路 由 广播 信 息 的准 确 性 和 合 理 性 ，或者
展 ，无 线 传 感 器 网 络 在 工 业 、农 业 、军 事 、航 空 等 多 个 领 域
得 到 了广 泛 应 用 。部 署 的传 感 器 节 点 自身 具 有 无 线 通 信 、监
恶 意修 改 、删 除 正 常 通信 过 程 中 的路 由控 制 信 息 。另 外 ，篡 改
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｅ Ｒｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ
ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｅ ｇ ｅ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｔ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ，ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｅ ｍｕ ｃ ｈ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｔ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ — ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉ ｒ ｔ ｙ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉｔ ｒ ｙ ｏ ｆ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｄ ｅ ｍａ ｎ ｄ
无线传感器网络路由协议分析
南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
无线传感器网络的安全性分析
无线传感器网络的安全性分析一、概述随着互联网、物联网的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）在信息采集、环境监测、智能家居、智能交通等领域得到了广泛的应用。
但是，WSN的安全性问题也面临着越来越严重的挑战。
本文将从WSN的特点、安全威胁、安全协议等方面对WSN的安全性进行分析。
二、无线传感器网络的特点1. 低功耗WSN中的传感器节点通常是由电池供电，因此需要低功耗设计。
2. 自组织WSN中的节点之间可以自组织成为一个网络，形成一个无中心化的网络结构。
3. 大规模WSN通常由数百甚至数千个节点组成，网络规模较大。
4. 有限资源WSN中的节点资源有限，包括处理能力、存储能力和通信能力等。
三、无线传感器网络的安全威胁WSN的安全问题主要来自四个方面：节点安全、通信安全、网络安全和数据安全。
1. 节点安全节点安全主要是指节点被攻击后可能泄漏网络信息、篡改数据等问题。
节点安全威胁主要包括物理攻击和软件攻击等。
2. 通信安全通信安全主要是指信息传输过程中可能被窃听、篡改等问题。
通信安全威胁主要包括中间人攻击、重放攻击、流量分析等。
3. 网络安全网络安全主要是指网络拓扑结构的安全问题。
网络安全威胁主要包括网络分割攻击、恶意节点攻击等。
4. 数据安全数据安全主要是指数据的完整性和机密性问题。
数据安全威胁主要包括数据篡改、数据泄漏等。
四、无线传感器网络的安全协议为了保证WSN的安全性，需要采用一系列的安全协议。
下面是几种常用的安全协议。
1. 加密协议加密协议是保证WSN通信安全的最基本的方法。
常用的加密方法有对称加密和非对称加密等。
2. 认证协议认证协议是保证WSN节点安全的重要方法之一。
常用的认证方法有基于密码学的认证和基于信任的认证等。
3. 密钥管理协议密钥管理协议是保证WSN安全性的重要方法之一。
常用的密钥管理方法有密钥预分配和密钥分配等。
4. 安全路由协议安全路由协议是保证WSN网络安全的重要方法之一。
无线传感器网络安全路由协议的研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ｓｒｃ ： ｒ ｓ ｎ ，ｍｏ ｔｒ ｕ ｉ ｇｐ ｏ ｏ ｏｓｉ ｉ ｌｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ｓｔｋ ｈ ｕ ｖｖ ｌ ｉ ｆｎ ｔ ｒ ｓ ｏ ｔｎ ｒ ｔ ｃ ｌ ｗ ｒ ｅ ｓｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ａ ｅｔ ｅｓ ｒ ｉａ ｍｅｏ ｅｗｏ ｋ ｎ ｅ ｔ ａ ｈ ｉ ｄ ｓｇ ａ ｇ ｔ ｎ ｏ ｔｔｋ ｅ ｕ ｉｙ ｉｔ ｏ ｓｄ ｒ ｔｏ ．Ｔｈ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｓｓ ｖ ｒ ｌ ｌｓ ｅ ｆａ— ｓ ｔ ｅｒ ｅ ｉｎ ｔ ｒ ｅ ，ａ ｄｄ ｎ’ ａ ｅｓ ｃ ｒｔ ｏｃ ｎ ｉｅ ａ ｉｎ ｎ ｅｐ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｅ ｅ ａ ａ ｓ ｓｏ ｔ ｃ ｔｃ ｓａ ａｎ ｔｗｉｅｅｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ，ｍａ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｅ ｕ ｉｙｏ ａ ｋ ｇ ｉｓ ｒｌｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ｓ ｋ ｓａ ｒ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｅｓ ｃ ｒｔ ｆＬＥＡＣＨ ｎ ｒ ｐ ｓ ｓａ ａ ｄ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｉ ｍ—
ＥＥＡＣＣ： １ ０Ｐ ６５
无 线 传感 器 网络 安 全 路 由协 议 的研 究
吴 迪 ， 钢 ， 胡 倪 刚， 李 威 ， 张 卓
（ 河海大学 常州 校区计算机及信息工程学 院 ，江苏 常州 ２ ３ ２ ） １０ ２
摘 要 ： 目前无线传感器网络路由协议的研究多以网络生存时间为目标 ， 缺乏对路由安全的考虑。分析了无线传感器网络
无线传感器网络安全路由研究
它具有传统网络不可 比拟 的优势 ， 有着广阔的应用 前 景 。另一方 面 ， 由于采 用多跳 路 由机制 ， 而且 网络 和节点资源都非常有限， 使得其安全性很难保证 ， 已 成为阻碍其广泛应用的主要障碍。 在 ＷＳ 中， Ｎ 节点具有双重身份 ， 既要完成感应 和处 理任 务 ， 又要 完成路 由功能 。路 由技术是 ＷＳ Ｎ 的关 键技 术 ， 由协 议 往 往 与 特 定 的应 用 相 结 合 。 路 常见的有基于查 询的路 由『 、 于簇 的路 由［ 和 １ 基 ｑ］ ４ ］ 基 于 位 置 的路 由『 ， 们一 般假 定 网络 中 的节 点 ５ 他 ］ 都是正 常节 点 ， 相互合作 完 成数据 转发 ， 会 在设 计时 并没有 考 虑到安全 因素 。事实 上这 种假设 是不 可靠 的 ， 于这 种假设 的路 由常 遭受各 种攻击 。 目前 ， 基 虽 然研究人员提出了许 多安全防御措施 ， 但路 由安全 并 非是在 已有 的路 由算 法上 简单地 加 人安全 措施 即 可 实现 。因此 ， 要 对 ＷＳ 的安 全 路 由技 术 进行 需 Ｎ
研究。
２ ＷＳ Ｎ路 由面临的威胁
２ １ 路 由攻 击者模 型 ．
对 ＷＳ 路 由安全 的威 胁可 以从 两 个方 面 来考 Ｎ 虑 『。一方 面 ， ７ ］ 从攻 击 者 的能 力考 虑 ， 节点级 攻击 有 者 和笔记 本级 攻击 者两种 。节 点级攻 击者一 般 只能 在 其 紧邻 区域 内进 行 无 线 链 路 的拥 塞 和 偷 听 等 破 坏 ， 笔记本 级攻 击者 则 由于具 有 更 加 充 足 的 电量 而 和功 能更 强大 的计算 与通 信 设施 ， 够做 更 多 的事 能 情 。例如 ， 一个 笔记 本 级 的攻 击 者 可使 用 其 强 大 的 收 发装置 对整个 网络 进行拥 塞 或偷 听。若两个 或 多 个 笔记本 级 的攻击者 联合 起来 可 以在 攻击 者之 间形 成高带 宽 、 延迟 的通 信信 道 ， Ｗ Ｓ 低 对 Ｎ发 起 各种 复
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无线传感器网络安全路由协议研究
随着现代科技的飞速发展，无线传感器网络已经得到了广泛的应用，并且在未来的发展趋势中还会继续得到重视。
在这个过程中，安全路由协议的研究变得尤为重要。
因为无线传感器网络中的每个节点都需要进行数据和信息的传输，并且在这个过程中也可能会遭受到一些安全方面的攻击，因此安全路由协议的研究就成为了保证无线传感器网络运转正常的一个关键因素。
一、无线传感器网络的安全问题
首先，我们需要了解无线传感器网络在数据传输过程中存在哪些安全问题。
一方面，由于节点之间的距离比较短，在进行通信时很容易被窃听和定位。
另一方面，传输的数据往往都是敏感性较高且需要保密的，若数据被窃取就会造成很大的损失。
还有一些其他的安全威胁，例如恶意攻击、篡改数据等等，这些安全威胁都会给无线传感器网络的正常运转带来很大的影响。
二、安全路由协议的作用
安全路由协议是保证无线传感器网络数据传输安全的一个重要措施，它含有一些安全机制和措施，以保证网络数据能够被安全传输。
安全路由协议往往需要在路由时进行加密保证，而且还需要对节点进行密钥更新和管理，以及防范各种安全攻击等等。
三、已有的安全路由协议
目前已经有很多安全路由协议在实践中得到了应用，例如LEACH、SEAD、SPINS、SMALL、CONFIDANT和AIR这些协议。
这些协议在提高网络数据传输安全性方面进行了很多探索和
研究，同时也在一定程度上解决了一些节点之间的安全问题。
四、安全路由协议的发展趋势
无线传感器网络是一个新兴的领域，它的发展趋势是迅猛的。
在这个领域中，安全路由协议的研究也是一个日益受关注的问题。
未来的发展可能会出现更为复杂的网络形态和更为隐蔽的安全威胁，这就需要更为先进的安全路由协议来应对这些挑战。
五、未来工作的展望
最后，我们需要对未来的研究工作进行一定的展望。
随着无线
传感器网络应用的不断扩展，后续的研究需要更深入地探索通信
安全，在保证路由协议的安全性同时，将通信的效率和环境适应
性进一步提高。
还需要在协议性能和协议安全性能上做出一定的
权衡，寻找一条有效平衡的路。
综上，在这篇文章中我们对无线传感器网络的安全路由协议研
究进行了阐述。
无线传感器网络的安全性问题一直是一个值得考
虑的问题，安全路由协议的开发也是不断发展的，因此，在未来
的研究中也要对其进行不断的改进和完善。