无线传感器网络安全协议的研究

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1、第31卷第21期计算机工程2005年11月Vol.3121ComputerEngineeringNovember2005博士论文文章编号10003428(2005)21001004文献标识码A中图分类号TP393无线传感器网络安全协议的研究11122王东安张方舟秦刚南凯阎保平1.中国科学院计算技术研究所北京1000802.中国科学院计算机网络信息中心北京100080摘要介绍了无线传感器网络的体系结构以及传感器网络的应用前景分析和总结了无线传感器网络的安全问题还介绍了一种适用于无线传感器网络的安全协议SPINS并对其中的密钥管理进行

2、改进引入了一种低能耗的密钥管理协议最后阐述了下一步的工作重点关键词无线传感器网络低功耗安全协议ResearchofSecurityProtocolinWirelessSensorNetwork11122WANGDongan,ZHANGFangzhou,QINGang,NANKai,YANBaoping(1.InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080;2.ComputerNetworkInformationCenter,ChineseAc

3、ademyofSciences,Beijing100080)AbstractThispaperintroducesthearchitectureofwirelesssensornetwork,forecastsapplicationareaofwirelesssensornetwork.Somesecureproblemsaboutwirelesssensornetworkaresummarized.Then,SPINS,asecurityprotocolofwirelesssensornetwork,isintroduced.T

4、hekeymanagementofSPINSisimprovedbyintroducingalow-energykeymanagementprotocol.Emphasesoffutureworkarelaidout.KeywordsWirelesssensornetwork;Lowenergy;Securityprotocol1概述的方向表示数据在节点中的流动方向随着通信技术嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟具有感知能力计算能力和通信能力的微型传感器开始在世界范围内出现由于传感器网络的巨大应用价值它已经引起了世界许多

5、国家的军事部门工业界和学术界的极大关注IntelMicrosoft等信息工业界巨头也开始了传感器网络方面的研究工作纷纷设立或启动相应的行动计划图1传感器网络节点的组成1.1无线传感器网络的应用1.3无线传感器网络体系结构无线传感器网络集成了传感器微机电系统和网络3大在无线传感器网络中节点是通过飞行器散播人工埋技术是一种全新的信息获取和处理技术它能够协作地实植或火箭弹射等方式任意散落在被监测区域内节点以自组时监测感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象织形式构成网络,如图2所示数据通过基站转送到有线网络的信息并对这些信息进行处理

6、获得详尽而准确的信息传送到需要这些信息的用户传感器网络可以使人们在任何ClusterBaseStation时间地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息无线传感器网络系统可以被广泛地应用于军事领域环Commandnode境科学医疗健康空间探索交通管理制造业反恐抗灾等领域Internet1.2传感器节点在不同的应用中传感器网络节点的组成不尽相同但传感器一般是由数据采集数据处理数据传输和电源这4部分组成被监测的物理信号的形式决定了传感器的类型数据采集的方式处理器通常选用嵌入式CPU如MotorolaSensornode的68HCAR

7、M公司的ARM7和Intel的8086等数据传输图2无线传感器网络体系结构单元主要由低功耗短距离的无线通信模块组成比如RFM公司的TR1000等因为需要进行较复杂的任务调度与管理作者简介王东安1974男博士生主研方向信息安全系统需要一个微型化的操作系统UCBerkeley为此专门开发分布式环境下信任管理张方舟秦刚博士生南凯副研[8]了TinyOS另外uCOS-II和嵌入式Linux也可以作为传感究员阎保平博士后研究员博导器网络的操作系统图1描述了节点的组成其中实心箭头收稿日期2004-09-27E-mailwda@cnic.cn1

8、0网络节点分为3类传感器节点Sensornodes基站节点在无线传感器网络中通信模式可以分为如下几类basestationnodes和命令节点commandnodes传感器(1)传感器与传感器之间通信节点负责感应物理数据把这些数据传送给其所属的基站