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無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證與安全檢測(cè)
無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量E+E傳感器節(jié)點(diǎn)組成的一種多跳移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，一般配置在惡劣環(huán)境、無人區(qū)域等人員不易到達(dá)區(qū)域，具有成本低、部署快、容錯(cuò)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、野外考察、防恐救災(zāi)等領(lǐng)域。雖然無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用前景，但安全問題始終是其發(fā)展的—個(gè)制約因素。

無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證與安全檢測(cè)
由于E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗較低，能量，計(jì)算和存儲(chǔ)能力十分有限，如何在無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的*工作方式和E+E傳感器節(jié)點(diǎn)資源有限的情況下，設(shè)計(jì)適用于各種規(guī)模和不同應(yīng)用場景的安全防護(hù)機(jī)制逐漸成為無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)安全研究的一個(gè)重要研究課題。 采用無線通信對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全提出了挑戰(zhàn)。由于無線通信的開放性，攻擊者更容易獲得無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信數(shù)據(jù)，而無線E+E傳感器節(jié)點(diǎn)具備的存儲(chǔ)計(jì)算能力都相當(dāng)有限，因此無法采用高復(fù)雜度的加密認(rèn)證方法保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全；同時(shí)，無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點(diǎn)也使其經(jīng)常暴露于易遭受攻擊的環(huán)境。攻擊者通過分析截獲的無線通信數(shù)據(jù)得知網(wǎng)絡(luò)中無線E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的特征信息和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧，如工D、密鑰證書、通信幀結(jié)構(gòu)等，然后采用復(fù)制、干擾、竊聽、偽造假數(shù)據(jù)等手段實(shí)施網(wǎng)絡(luò)攻擊。因此，無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制研究應(yīng)在著眼于單個(gè)節(jié)點(diǎn)防護(hù)的同時(shí)，還要保證在少量節(jié)點(diǎn)遭到攻擊時(shí)全網(wǎng)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并將攻擊行為限制在可控制的范圍。迄今為止，在無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)安全研究中，針對(duì)節(jié)點(diǎn)的安全機(jī)制研究取得了諸多進(jìn)展，但是這些研究都是針對(duì)單一的攻擊行為或針對(duì)攻擊的某個(gè)階段進(jìn)行分析，并沒有形成一套完整的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)機(jī)制。為此，分別從節(jié)點(diǎn)入侵檢測(cè)、節(jié)點(diǎn)密鑰管理和節(jié)點(diǎn)可信認(rèn)證三個(gè)方面對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題進(jìn)行了研究，并取得了如下的一些研究成果：由于無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，分布面積大等特點(diǎn)，因此復(fù)制攻擊是針對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)常見的一種攻擊方式。作為一種積極主動(dòng)的防護(hù)技術(shù)，復(fù)制攻擊檢測(cè)可以通過檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)和其他運(yùn)行特征來識(shí)別被俘獲和復(fù)制的節(jié)點(diǎn)，從而有效防止針對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的復(fù)制攻擊?，F(xiàn)有的復(fù)制攻擊檢測(cè)協(xié)議中一般都需要精確的節(jié)點(diǎn)位置信息或系統(tǒng)同步時(shí)間信息作為對(duì)比的依據(jù)，從而對(duì)復(fù)制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)?？紤]到這些檢測(cè)方法需要節(jié)點(diǎn)的精確位置信息支持，或檢測(cè)協(xié)議需要系統(tǒng)進(jìn)行精確的全局時(shí)鐘同步，對(duì)節(jié)點(diǎn)的自定位性能和系統(tǒng)時(shí)間同步性能要求很高，文中對(duì)已經(jīng)被敵人俘獲并實(shí)施復(fù)制攻擊的E+E傳感器節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種可以運(yùn)用簡單的節(jié)點(diǎn)間測(cè)距方法檢測(cè)復(fù)制攻擊節(jié)點(diǎn)的算法，運(yùn)用多節(jié)點(diǎn)間相互測(cè)距的方法檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的偽節(jié)點(diǎn)，可以適應(yīng)于各種測(cè)距精度條件下的無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)復(fù)制節(jié)點(diǎn)入侵檢測(cè)，且可通過參數(shù)的調(diào)整，優(yōu)化協(xié)議的檢測(cè)成功率，以達(dá)到各種無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)于入侵檢測(cè)的要求，而且協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來靈活可靠。無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)公鑰管理，是有效實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間各種密碼學(xué)安全協(xié)議，推動(dòng)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛化和實(shí)用化的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，現(xiàn)有的公鑰管理方案在分布性特點(diǎn)上取得了一定的進(jìn)展，但還不能*無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)公鑰管理的需求。在現(xiàn)有公鑰管理的自治性研究方案中，需要通過證書實(shí)體作為在線可信第三方來完成證書的分發(fā)和驗(yàn)證，不能很好適用E+E傳感器節(jié)點(diǎn)自治性和可用性特點(diǎn)。在安全性和節(jié)點(diǎn)管理效率研究方面，也都存在不能抵御多種常見攻擊和密鑰管理代價(jià)高，效率低的問題。因此針對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)公鑰管理分布性，自治性，開放性和臨時(shí)性特點(diǎn)，提出了一種基于認(rèn)證核的按需自治公鑰管理機(jī)制。通過離線可信認(rèn)證實(shí)體TAP簽發(fā)的認(rèn)證核AC生成公鑰和私鑰，證書的相關(guān)參數(shù)，從而獨(dú)立生成節(jié)點(diǎn)的公鑰證書Cert。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際需要，選擇在合適的時(shí)候進(jìn)行證書的初始化。通過認(rèn)證核保證節(jié)點(diǎn)無需任何在線可信第三方的支持，按需自治地管理自己的公鑰證書，同時(shí)，通過單向hash鏈實(shí)現(xiàn)對(duì)證書的有效性控制，確保*分布式環(huán)境下證書的有效性驗(yàn)證和及時(shí)刷新與撤消。

無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證與安全檢測(cè)
分析表明，該密鑰管理機(jī)制具有分布自治，高效，靈活和高可用性等特點(diǎn)，不僅能夠?yàn)闊o線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中的身份認(rèn)證、數(shù)字簽名、密鑰分發(fā)等提供高效安全的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施，而且還能夠?yàn)槠渌姸喾植际介_放系統(tǒng)的公鑰管理研究提供一個(gè)可供參考或直接引用的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)該草案進(jìn)行了深入的分析，并基于其基本原理提出一種分片的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證方案。該方案可以有效降低消息在傳遞過程中簽名的數(shù)量和公鑰證書的簽名驗(yàn)證時(shí)間。仿真結(jié)果表明，該方案在提高節(jié)點(diǎn)的效率和抵御無效簽名上具有更可靠的安全性，消息傳輸過程中的傳輸代價(jià)和節(jié)點(diǎn)認(rèn)證過程中計(jì)算開銷更小。