1、章无线传感器网络安全章无线传感器网络安全课程目录课程目录5.15.15.25.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术5.35.35.45.4无线传感器网络的发展与安全趋势无线传感器网络的发展与安全趋势5.15.1无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全问题概述5.1.5.1.1 1安全需求安全需求1 15.1.5.1.1 1安全需求安全需求2 25.1.5.1.1 1安全需求安全需求3 35.1.5.1.1 1安全需求安全需求4 45.1.5.1.1 1安全需求安全需
2、求5 55.1.5.1.1 1安全需求安全需求6 65.1.5.1.1 1安全需求安全需求7 78 85.1.5.1.1 1安全需求安全需求5.1.5.1.1 1安全需求安全需求5.15.1无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全问题概述5.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁1 15.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁2 25.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁5.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁1 15.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁2 25.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁3 35.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁4 45.1.5.1.2 2攻击与
3、威胁攻击与威胁5 55.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁6 65.1.5.1.2 2攻击与威胁攻击与威胁7 75.15.1无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全问题概述5.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架1 15.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架2 25.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架3 35.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架4 45.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架5 55.1.5.1.3 3跨层的安全框架跨层的安全框架6 6课程目录课程目录5.15.15.25.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全
4、问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术5.35.35.45.4无线传感器网络的发展与安全趋势无线传感器网络的发展与安全趋势5.25.2无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论5.25.2无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论RC5是一种对称的快速加密算法，比较适用于廉价的传感器网络。而RC6对RC5进行了改进，弥补了RC5在扩散速度上的不足，两者的性能对比，如表5-1所示5.25.2.1.1密码算法的选择密码算法的选择性 能RC5RC6原 因 分 析简洁性更好好RC5和RC6用到的是
5、常用运算，算法简单扩散性好更好RC6引入整数乘法，提高了扩散性执行时间更短短RC6算法采用了计算量相对较大的乘法运算存储空间更小小无论加密还是解密过程，RC5相比RC6更简洁执行效率更高高RC5运算过程更为简单安全性高更高RC6采用乘法运算弥补RC5的漏洞软硬件实现容易容易都只用了常见的初等运算，有很好的适用性表5-1RC5/RC6性能对比这两种算法只使用了常见的初等运算，算法速度快，占用存储空间小，实践证明其符合无线传感器网络节点的要求。1 12 25.25.2.1.1密码算法的选择密码算法的选择3 35.25.2.1.1密码算法的选择密码算法的选择5.25.2.1.1密码算法的选择密码算法
6、的选择5.25.2无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论1 15.25.2.2.2密钥管理密钥管理2 25.25.2.2.2密钥管理密钥管理3 35.25.2.2.2密钥管理密钥管理4 45.25.2.2.2密钥管理密钥管理5 55.25.2.2.2密钥管理密钥管理6 65.25.2.2.2密钥管理密钥管理7 75.25.2.2.2密钥管理密钥管理8 85.25.2.2.2密钥管理密钥管理两类密钥管理方案相比，静态密钥管理的优点是通信密钥无需频繁更新，不会导致更多的计算和通信开销，缺点是一定数量节点被俘获后，网络的安全性将受到威胁；动态密钥管理的实时更新使得敌人难以获取最新的
7、密钥，但是计算和通信开销较大。具体如表5-2所示。表5-2 静态和动态密钥管理方案比较静态和动态密钥管理方案比较5.25.2.2.2密钥管理密钥管理比 较 项 目静态密钥管理方案动态密钥管理方案密钥部署网络运行前部署网络运行后多次分配密钥产生网络初始化后一次完成网络运行后多次产生密钥分配密钥信息基本预分配于节点中根据需要密钥子集将重新分配密钥更新不更新在一定周期内多次更新节点被俘获抗俘获攻击能力弱抗俘获攻击能力强网络性能计算、存储、通信开销小计算、存储、通信开销大9 910105.25.2.2.2密钥管理密钥管理11115.25.2.2.2密钥管理密钥管理12125.25.2.2.2密钥管理密
8、钥管理13135.25.2.2.2密钥管理密钥管理14145.25.2.2.2密钥管理密钥管理15155.25.2.2.2密钥管理密钥管理5.25.2无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论1 15.25.2.3.3安全协议安全协议2 25.25.2.3.3安全协议安全协议3 35.25.2.3.3安全协议安全协议5.25.2.3.3安全协议安全协议语义安全语义安全4 45.25.2.3.3安全协议安全协议认证和数据完整性认证和数据完整性5 55.25.2.3.3安全协议安全协议NA , DA(Kencr , C) , MAC(Kmac , C | DA(Kencr , C)
9、)DB(Kencr , C) , MAC(Kmac , NA | C | DB(Kencr , C) )通过以上的过程，可以看到传感器网络加密协议SNEP具有以下优点： 通信负载较低 语义安全 数据认证 重放保护 弱实时性6 65.25.2.3.3安全协议安全协议7 75.25.2.3.3安全协议安全协议8 85.25.2.3.3安全协议安全协议9 95.25.2.3.3安全协议安全协议课程目录课程目录5.15.15.25.2无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术5.35.
10、35.45.4无线传感器网络的发展与安全趋势无线传感器网络的发展与安全趋势5.35.3无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论5.35.3无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术1 15.35.3.1.1安全认证技术安全认证技术2 25.35.3.1.1安全认证技术安全认证技术3 35.35.3.1.1安全认证技术安全认证技术4 45.35.3.1.1安全认证技术安全认证技术5 55.35.3.1.1安全认证技术安全认证技术5.35.3无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术1 15.35.3.2.2访问控制技术访问控制技术2 25.35.3.2.2访问
11、控制技术访问控制技术3 35.35.3.2.2访问控制技术访问控制技术4 45.35.3.2.2访问控制技术访问控制技术5.35.3无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术1 15.35.3.3.3安全通信与路由技术安全通信与路由技术一个WSN节点不仅是一个主机，而且是一个路由器。WSN路由协议的首要任务是在一对节点中建立正确、有效的路由，实时地发送消息。表5-3 无线传感器网络主要路由协议可能遭受的攻击汇总如果路由被误导，整个网络可能陷于瘫痪。无线传感器网络中主要的路由协议容易遭受的攻击，如表5-3所示。5.35.3.3.3安全通信与路由技术安全通信与路由技术路由协议类型路由协议
12、类型可能遭受的攻击类型可能遭受的攻击类型基于能量的路由协议基于能量的路由协议虚假路由信息、选择性转发、Hello消息洪泛攻击、SinkHole基于查询的路由协议基于查询的路由协议虚假路由信息、选择性转发、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击、SinkHole基于位置的路由协议基于位置的路由协议虚假路由信息、选择性转发、环路攻击、Sybile攻击、SinkHole基于数据可靠的路由协议基于数据可靠的路由协议虚假路由信息、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击Leach分层结构路由协议分层结构路由协议选择性转发、Hello消息洪泛攻击、Sybile攻击2 23 35.35.3.3.3安全通信
13、与路由技术安全通信与路由技术3 35.35.3.3.3安全通信与路由技术安全通信与路由技术5.35.3无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术1 15.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术2 25.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术3 35.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术4 45.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术5 55.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术6 65.35.3.4.4安全定位与时钟同步技术安全定位与时钟同步技术5.35.3无线传感器网络
14、安全防护技术无线传感器网络安全防护技术1 15.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术2 25.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术3 35.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术4 45.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术5 55.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术6 65.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术7 75.35.3.5.5入侵检测、容侵容错技术入侵检测、容侵容错技术课程目录课程目录5.15.15.25.2无线传感器网络安全问题概述无线传
15、感器网络安全问题概述无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络中的密码学理论无线传感器网络安全防护技术无线传感器网络安全防护技术5.35.35.45.4无线传感器网络的发展与安全趋势无线传感器网络的发展与安全趋势5.45.4无线传感器网络的发展与安全趋无线传感器网络的发展与安全趋势势1 15.45.4.1.1车载传感网络及其安全性车载传感网络及其安全性2 25.45.4.1.1车载传感网络及其安全性车载传感网络及其安全性3 35.45.4.1.1车载传感网络及其安全性车载传感网络及其安全性4 45.45.4.1.1车载传感网络及其安全性车载传感网络及其安全性5 55.45.4.1.1车载传感网
16、络及其安全性车载传感网络及其安全性5.45.4无线传感器网络的发展与安全趋无线传感器网络的发展与安全趋势势1 15.45.4.2.2物联网及其安全性物联网及其安全性2 25.45.4.2.2物联网及其安全性物联网及其安全性2 25.45.4.2.2物联网及其安全性物联网及其安全性课后习题课后习题1 1无线传感器网络应具备的安全特征有哪些？无线传感器网络应具备的安全特征有哪些？2 2无线传感器网络常见的攻击类型有哪些？无线传感器网络常见的攻击类型有哪些？3 3对称密钥和非对称密钥管理方案的优缺点？对称密钥和非对称密钥管理方案的优缺点？4 4TESLATESLA的核心思想是什么的核心思想是什么?
17、?5 5无线传感器网络的认证机制有哪些？无线传感器网络的认证机制有哪些？6 6无线传感器网络的访问控制协议有哪些？无线传感器网络的访问控制协议有哪些？ 如何保证安全？如何保证安全？7 7目前无线传感器网络路由协议面临的威胁有哪些？目前无线传感器网络路由协议面临的威胁有哪些？8 8如何做到无线传感器网络中的安全定位？如何做到无线传感器网络中的安全定位？9 9无线传感器网络中为什么要有入侵检测系统？无线传感器网络中为什么要有入侵检测系统？1010车载系统的网络安全有何特性？车载系统的网络安全有何特性？1111什么是物联网，物联网所面临的安全问题是什么体现在哪些方面？什么是物联网，物联网所面临的安全
18、问题是什么体现在哪些方面？THANKSTHANKS1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远
19、不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。23、相
20、信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。35、只要你
21、在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。47、现
22、实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻
23、狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行
24、来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！8
25、0、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。
