無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )安全改進(jìn)方案研究
加入技術(shù)交流群
當無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)分布時(shí)，通過(guò)靜態(tài)輸入或者通過(guò)密鑰管理模式對每個(gè)節點(diǎn)初始化密鑰，每一個(gè)節點(diǎn)都有相同的初始密鑰，在傳輸過(guò)程中，數據包使用根密鑰進(jìn)行加密，下一個(gè)密鑰同數據包一同傳輸；接收器使用根密鑰對數據包進(jìn)行解碼，并將密鑰的哈希算法值與舊密鑰進(jìn)行比較，如果相同就將新密鑰替換舊密鑰，作為下一次數據包解碼的密鑰。這樣的密鑰解密使用的是對稱(chēng)加密的方法，運算的強度大大小于非對稱(chēng)加密算法。但由于密鑰的不固定性，使監聽(tīng)和破譯的難度加大，因此可以很好地滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)開(kāi)放數據傳輸同時(shí)要求低耗能的要求。
2 安全方案的改進(jìn)
在傳感器網(wǎng)絡(luò )中，由于受環(huán)境噪聲、地面和建筑物的反射、多普勒效應和多徑等多種衰變效應的影響，傳感器信號通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道傳輸的過(guò)程中很容易發(fā)生錯誤，使接收端接收到錯誤的信息。并且在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )某些特殊的應用環(huán)境，必須保證數據傳輸的可靠性。同時(shí)時(shí)變加密方法也存在明顯的缺點(diǎn)，由于密鑰的連續性，要求每一次接收器都能夠收到正確密鑰，才能夠完成數據解密和更新密鑰。如果一個(gè)合法的接收器由于傳輸中的干擾而收到了錯誤的密鑰數據或者暫時(shí)的無(wú)法連接而失去了密鑰的更新操作。那么它就無(wú)法繼續解密數據和更新密鑰，節點(diǎn)將與整個(gè)網(wǎng)絡(luò )失去了聯(lián)系。
通過(guò)增大發(fā)送端的輸出功率可以提高數據傳輸的可靠性，但同時(shí)也提高了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的能源功耗，這樣就減少了節點(diǎn)的使用壽命。如果通過(guò)編碼方式提高數據傳輸的可靠性，隨著(zhù)糾錯位數的增加，編碼的長(cháng)度會(huì )大大增加，數據包的編碼處理和解碼處理同樣需要增加節點(diǎn)的能耗。只有在對可靠性要求較高時(shí)，才可以考慮這種方案。但是通過(guò)對數據傳輸采用差錯補救控制，在無(wú)需太多增加編碼復雜程度的條件下，可以將數據傳輸錯誤造成的損失降到最低。
通過(guò)研究，知道節點(diǎn)間傳輸數據包的數據分為2部分，一部分為業(yè)務(wù)數據，一部分為密鑰數據。業(yè)務(wù)數據傳輸中出現一次錯誤，可以放棄這一數據，不會(huì )影響傳輸節點(diǎn)的工作，但是如果密鑰數據出現錯誤，節點(diǎn)就會(huì )失去下一次解密的密鑰，結點(diǎn)就會(huì )與整個(gè)網(wǎng)絡(luò )失去聯(lián)系。因此可以在傳輸數據包中，通過(guò)增加再后一次解密的密鑰Ki+1字節，使接收節點(diǎn)在開(kāi)始數據傳輸后始終保證擁有本次解密的K值和下一次解密的Ki+1值，當本次數據傳輸發(fā)送錯誤后，可以丟棄本次數據包，等待下一數據包成功收到后直接使用密鑰Ki+1進(jìn)行解密，減少一次數據包錯誤造成節點(diǎn)失去和源節點(diǎn)聯(lián)系的可能性，降低節點(diǎn)對單一密鑰的依賴(lài)，改進(jìn)的編碼原理如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161780.htm
3 結語(yǔ)
通過(guò)增加1次密鑰的方法可以增強時(shí)變加密方法的薄弱環(huán)節，減少接收節點(diǎn)對一次密鑰的依賴(lài)。并可通過(guò)此種方式進(jìn)行擴展，增加Ki+2字節，使接收節點(diǎn)同時(shí)擁有第2次解密的密鑰，這樣就可以防止2次數據包錯誤對節點(diǎn)的影響。在不增加傳輸數據字節和編碼耗費的情況下，達到節點(diǎn)安全工作的目的。由于隨機錯誤連續出現大概率大大低于1次出現的概率，因此這種方案可改善無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的數據傳輸安全和節點(diǎn)連接的可靠性。
評論