無線網路感測器的風險

① 無線感測器網路面臨的挑戰有哪些

無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展，孕育出無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)，並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革，無線感測器網路是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。

信息安全
很顯然，現有的感測節點具有很大的安全漏洞，攻擊者通過此漏洞，可方便地獲取感測節點中的機密信息、修改感測節點中的程序代碼，如使得感測節點具有多個身份ID，從而以多個身份在感測器網路中進行通信，另外，攻擊還可以通過獲取存儲在感測節點中的密鑰、代碼等信息進行，從而偽造或偽裝成合法節點加入到感測網路中。一旦控制了感測器網路中的一部分節點後，攻擊者就可以發動很多種攻擊，如監聽感測器網路中傳輸的信息，向感測器網路中發布假的路由信息或傳送假的感測信息、進行拒絕服務攻擊等。
對策：由於感測節點容易被物理操縱是感測器網路不可迴避的安全問題，必須通過其它的技術方案來提高感測器網路的安全性能。如在通信前進行節點與節點的身份認證;設計新的密鑰協商方案，使得即使有一小部分節點被操縱後，攻擊者也不能或很難從獲取的節點信息推導出其它節點的密鑰信息等。另外，還可以通過對感測節點軟體的合法性進行認證等措施來提高節點本身的安全性能。
根據無線傳播和網路部署特點，攻擊者很容易通過節點間的傳輸而獲得敏感或者私有的信息，如：在使用WSN監控室內溫度和燈光的場景中，部署在室外的無線接收器可以獲取室內感測器發送過來的溫度和燈光信息;同樣攻擊者通過監聽室內和室外節點間信息的傳輸，也可以獲知室內信息，從而非法獲取出房屋主人的生活習慣等私密信息。[6]
對策：對傳輸信息加密可以解決竊聽問題，但需要一個靈活、強健的密鑰交換和管理方案，密鑰管理方案必須容易部署而且適合感測節點資源有限的特點，另外，密鑰管理方案還必須保證當部分節點被操縱後（這樣，攻擊者就可以獲取存儲在這個節點中的生成會話密鑰的信息），不會破壞整個網路的安全性。由於感測節點的內存資源有限，使得在感測器網路中實現大多數節點間端到端安全不切實際。然而在感測器網路中可以實現跳-跳之間的信息的加密，這樣感測節點只要與鄰居節點共享密鑰就可以了。在這種情況下，即使攻擊者捕獲了一個通信節點，也只是影響相鄰節點間的安全。但當攻擊者通過操縱節點發送虛假路由消息，就會影響整個網路的路由拓撲。解決這種問題的辦法是具有魯棒性的路由協議，另外一種方法是多路徑路由，通過多個路徑傳輸部分信息，並在目的地進行重組。
感測器網路是用於收集信息作為主要目的的，攻擊者可以通過竊聽、加入偽造的非法節點等方式獲取這些敏感信息，如果攻擊者知道怎樣從多路信息中獲取有限信息的相關演算法，那麼攻擊者就可以通過大量獲取的信息導出有效信息。一般感測器中的私有性問題，並不是通過感測器網路去獲取不大可能收集到的信息，而是攻擊者通過遠程監聽WSN，從而獲得大量的信息，並根據特定演算法分析出其中的私有性問題。因此攻擊者並不需要物理接觸感測節點，是一種低風險、匿名的獲得私有信息方式。遠程監聽還可以使單個攻擊者同時獲取多個節點的傳輸的信息。
對策：保證網路中的感測信息只有可信實體才可以訪問是保證私有性問題的最好方法，這可通過數據加密和訪問控制來實現;另外一種方法是限制網路所發送信息的粒度，因為信息越詳細，越有可能泄露私有性，比如，一個簇節點可以通過對從相鄰節點接收到的大量信息進行匯集處理，並只傳送處理結果，從而達到數據匿名化。
拒絕服務攻擊（DoS）
專門的拓撲維護技術研究還比較少，但相關研究結果表明優化的拓撲維護能有效地節省能量並延長網路生命周期，同時保持網路的基本屬性覆蓋或連通。本節中，根據拓撲維護決策器所選維護策略

在無線感測器網路的研究中，能效問題一直是熱點問題。當前的處理器以及無線傳輸裝置依然存在向微型化發展的空間，但在無線網路中需要數量更多的感測器，種類也要求多樣化，將它們進行鏈接，這樣會導致耗電量的加大。如何提高網路性能，延長其使用壽命，將不準確性誤差控制在最小將是下一步研究的問題。
採集與管理數據

在今後，無線感測器網路接收的數據量將會越來越大，但是當前的使用模式對於數量龐大的數據的管理和使用能力有限。如何進一步加快其時空數據處理和管理的能力，開發出新的模式將是非常有必要的。
無線通訊的標准問題

標準的不統一會給無線感測器網路的發展帶來障礙，在接下來的發展中，要開發出無線通訊標准。

② 物聯網感知層面臨的安全威脅有哪些如何應對這些安全威脅

感知層安全威脅
物聯網感知層面臨的安全威脅主要如下：
T1 物理攻擊：攻擊者實施物理破壞使物聯網終端無法正常工作，或者盜竊終端設備並通過破解獲取用戶敏感信息。
T2 感測設備替換威脅：攻擊者非法更換感測器設備，導致數據感知異常，破壞業務正常開展。
T3 假冒感測節點威脅：攻擊者假冒終端節點加入感知網路，上報虛假感知信息，發布虛假指令或者從感知網路中合法終端節點騙取用戶信息，影響業務正常開展。
T4 攔截、篡改、偽造、重放：攻擊者對網路中傳輸的數據和信令進行攔截、篡改、偽造、重放，從而獲取用戶敏感信息或者導致信息傳輸錯誤，業務無法正常開展。
T5 耗盡攻擊：攻擊者向物聯網終端泛洪發送垃圾信息，耗盡終端電量，使其無法繼續工作。
T6 卡濫用威脅：攻擊者將物聯網終端的(U)SIM卡拔出並插入其他終端設備濫用（如打電話、發簡訊等），對網路運營商業務造成不利影響。

感知層由具有感知、識別、控制和執行等能力的多種設備組成，採集物品和周圍環境的數據，完成對現實物理世界的認知和識別。感知層感知物理世界信息的兩大關鍵技術是射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術和無線感測器網路(Wireless Sensor Networ
k，WSN)技術。因此，探討物聯網感知層的數據信息安全，重點在於解決RFID系統和WSN系統的安全問題。

RFID技術是一種通過射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。基於RFID技術的物聯網感知層結構如圖1所示：每個RFID系統作為一個獨立的網路節點通過網關接入到網路層。因此，該系統架構下的信息安全依賴於在於單個RFID系統的信息安全。

③ 無線感測器網路的優缺點

一、優點

(1) 數據機密性

數據機密性是重要的網路安全需求，要求所有敏感信息在存儲和傳輸過程中都要保證其機密性，不得向任何非授權用戶泄露信息的內容。

(2)數據完整性

有了機密性保證，攻擊者可能無法獲取信息的真實內容，但接收者並不能保證其收到的數據是正確的，因為惡意的中間節點可以截獲、篡改和干擾信息的傳輸過程。通過數據完整性鑒別，可以確保數據傳輸過程中沒有任何改變。

(3) 數據新鮮性

數據新鮮性問題是強調每次接收的數據都是發送方最新發送的數據，以此杜絕接收重復的信息。保證數據新鮮性的主要目的是防止重放(Replay)攻擊。

二、缺點

根據網路層次的不同，無線感測器網路容易受到的威脅：

（1）物理層：主要的攻擊方法為擁塞攻擊和物理破壞。

（2）鏈路層：主要的攻擊方法為碰撞攻擊、耗盡攻擊和非公平競爭。

（3）網路層：主要的攻擊方法為丟棄和貪婪破壞、方向誤導攻擊、黑洞攻擊和匯聚節點攻擊。

（4）傳輸層：主要的攻擊方法為泛洪攻擊和同步破壞攻擊。

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一、相關特點

（1）組建方式自由。

無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制，組建者無論在何時何地，都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路，組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。

（2）網路拓撲結構的不確定性。

從網路層次的方向來看，無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的，例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少，網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。

（3）控制方式不集中。

雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來，但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的，路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行，互不幹涉，因此無線感測器網路的強度很高，很難被破壞。

（4）安全性不高。

無線感測器網路採用無線方式傳遞信息，因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵，從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞，大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的，這大大降低了無線感測器網路的安全性。

二、組成結構

無線感測器網路主要由三大部分組成，包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中，節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍，整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍。

感測網路是最主要的部分，它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集，然後對這些節點信息進行一定的分析計算，將分析後的結果匯總到一個基站，最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端，從而實現無線感測的要求。

④ 求問目前無線感測器網路研究方向主要的存在的問題是

目前無線感測器網路研究方向很多，比如路由問題，定位，安全，節約能源等問題。
國內缺乏相應的比較好的成品，沒有多少能拿出來實際能用的產品，大多在理論理究階段。

⑤ 無線網路的種類和優缺點是什麼。

1、根據網路覆蓋范圍的不同，可以將無線網路劃分為無線廣域網、無線區域網、無線城域網和無線個人區域網。

2、根據網路應用場合的不同，可以將無線網路劃分為無線感測器網路、無線Mesh網路，可穿戴式無線網路和無線體域網路等。

3、根據無線網路拓撲結構的不同，無線網路又可以劃分為不同的類型，有五大網路拓撲結構，分別是匯流排、令牌環、星型、樹型和網狀。

無線區域網的優缺點如下：

1、無線區域網的優點

靈活性和移動性：在有線網路中，網路設備的安放位置受網路位置的限制，而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性，連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。

2、安裝便捷：無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設備，就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。

3、易於進行網路規劃和調整：對於有線網路來說，辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程，無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。

4、故障定位容易：有線網路一旦出現物理故障，尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障，只需更換故障設備即可恢復網路連接。

5、易於擴展：無線區域網有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路，並且能夠提供節點間「漫遊』』等有線網路無法實現的特性。

無線區域網的缺點：

1、性能：無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射，而建築物、車輛、樹木和其他障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網路的性能。

2、速率：無線信道的傳輸速率與有線信道的傳輸速率相比要低得多。目前，無線區域網的最大傳輸速率為54Mb/s，只適合於個人終端和小規模網路應用。

3、安全性：本質.r無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發散的。從理論上講，很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。

(5)無線網路感測器的風險擴展閱讀：

特點：

1、可移動性強，能突破時空的限制。

無線網路是通過發射無線電波來傳遞網路信號的，只要處於發射的范圍之內，人們就可以利用相應的接受設備來實現對相應網路的連接。

2、網路擴展性能相對較強。

可以隨時通過無線信號進行接人，其網路擴展性能相對較強，可以有效實現網路工作的擴展和配置的設置等。

3、設備安裝簡易、成本低廉。

無線網路則無需布設大量的網線，安裝—個無線網路發射設備即可，同時這也為後期網路維護創造了非常便利的條件，極大地降低了網路前期安裝和後期維護的成本費用。

⑥ 目前無線感測器網路與物聯網研究中面臨哪些挑戰

無線感測器網路由於在物聯網中擔當鏈接傳統網路重任,安全問題尤其突出。文章以無線感測器網路的結構、特徵為基礎,分析了物聯網所面臨的安全挑戰,並研究了其中的關鍵

⑦ 無線感測器在實際的應用中需要克服那些問題

主要是環境對信號網路的影響
無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內，在工作時它將由電池或振動發電機提供電源，構成無線感測器網路節點，由隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的微型節點，通過自組織的方式構成網路。 感測器網路系統通常包括感測器節點、匯聚節點和管理節點。

⑧ 感測器的無線技術有哪幾種各自的優缺點

無線只是一種通訊手段，感測器的無線技術，只是把原來用有線線纜傳輸的方式變成了無線，見過的感測器的無線技術 有 zigbee， gprs， gsm， 數傳電台等。