現代傳感器技術論文

現代傳感器技術論文

　　傳感器是能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,下面是小編精心推薦的現代傳感器技術論文，希望你能有所感觸!

　　現代傳感器技術論文篇一

　　無線傳感器網絡安全技術

　　摘要：無線傳感器網絡作為一種相對較新的網絡技術，能在許多方面發揮出自己的獨特作用，但因為對技術基礎的要求非常高，所以長期以來其應用領域一直被局限在軍事上。近些年來，隨著技術的進步，這種網絡技術的應用領域逐漸拓展，在多個民用領域也得到了一定的普及。文章以無線傳感器網絡的概念特征和應用特征為基礎，分析了該網絡在安全技術方面的常見問題，并提出了目前主要的5種安全防護措施，希望有助于相關研究運用的進一步發展。

　　關鍵詞：無線傳感器網絡;安全技術;技術應用

　　無線傳感器網絡的民用化進程近些年來顯著加快，其應用安全問題也越來越為人們所關注。但從現狀來看，相關安全技術的實際應用并不理想，以目前對無線傳感器網絡應用較多的醫療領域為例，網絡滯澀現象非常嚴重，物理損壞率很高，實際運作的可用網絡空間與節點往往不足50%，安全問題導致了應用能效的極大下降。因此文章將針對這種特殊網絡的常見安全技術問題加以分析并探析其安全技術的發展方向。

　　1無線傳感器網絡概述

　　無線傳感器網絡是一種以大量的外部傳感器作為末梢的分布傳感網絡，這些傳感器可以以無線的方式進行外部通信。由于網絡靈活性非常高，而且三次元涵蓋面極廣，所以被認為在軍事上有很大的發展潛力，近些年來更進一步進行了大量的民用應用研究。但民間的技術力畢竟與軍方有一定的差距，所以無線傳感器網絡在民用領域的應用推廣面臨了一系列的困難，安全技術問題正是其中一例。

　　2無線傳感器網絡在安全上的技術問題

　　2.1安全機制缺失問題

　　雖然無線傳感器網絡近些年的民用發展很快，但從總體水平來看仍遠不及普通網絡，在諸多方面都存在著一定的局限性，比如后文將要說明的節點能量、通信穩定性等。在這種情況下，很難系統性地構建完整的安全防護機制，因此目前的安全措施大多是分散的、階段性的，只針對無線傳感器網絡中的個別節點，所以不僅漏洞很多，而且有效性也難以保障，安全隱患擴散的幾率相當高。

　　2.2節點能量限制問題

　　無線傳感器的網絡節點通常具有小型化、廣域化特征，所以一旦部署完畢，不僅難以更換，而且充電也很困難。可另一方面，無線網絡設備中有相當一部分屬于高能耗設備，對能量的需求量非常大，這樣一來容量小、充電困難的網絡節點很難滿足長效的能量需求。這種能量限制不僅會阻礙無線傳感器網絡通訊功能的進一步發展，而且會對安全技術的應用造成一定的負面影響。因為目前常用的安全算法中，有相當一部分會消耗大量的能量，在節點能量的限制下，這些安全算法無法使用，需要研究新的節能型安全算法。

　　2.3節點組織隨機問題

　　無線傳感器網絡的構成基礎是大量成規模的傳感器，這些傳感器的布置往往存在很強的自發性，而不是根據系統化、規范化的章程制度加以布置，在這種情況下，節點組織在布置上的隨機性無法避免。這種隨機性令安全技術在應用上面臨很大的困難，因為節點位置隨機，所以無法進行先期預知，先期安全防護自然無法實現，導致了節點安全防護的滯后性。

　　2.4節點物理安全問題

　　由于節點較小，所以在無線傳感器網絡中時常會產生被俘節點，這是一種物理安全問題。為了保證網絡整體的運作效率，當被俘節點產生時，有必要迅速對其進行檢測和拆除，否則被俘節點造成的安全隱患有進一步擴大化的可能。但目前來看，我們仍缺乏第一時間發現和拆除被俘節點的有效手段，而且拆除被俘節點這個行為本身也有可能令安全隱患發生擴散。

　　2.5通信穩定低下問題

　　使用無線傳感器網絡實現的通信屬于一種無線通信，所以本身就具有無線通信固有的諸多通信不穩定特征，比如無線信道不穩、節點并發沖突等。此外，這種特殊的網絡還具有自身獨有的一些通信穩定性問題，例如，由于該類網絡中多條路由同時存在，所以延遲性很強，在傳輸信息時，個別信息被攔截或者泄漏的可能性很高，在這種情況下，網絡通信的安全性與穩定性都受到很大的負面影響。

　　3無線傳感器網絡在安全上的技術措施

　　3.1通過密碼技術保障網絡安全

　　在無線傳感器網絡的安全保障措施中，密碼技術是較為傳統也較為常規的一種。這種技術通過建立密鑰來構成網絡安全機制，通常情況下代碼和數據的長度越長，防護等級越高，但這兩項參數的長度增加會導致處理時間延長、能耗增大，進而令無線傳感器網絡的運作能效降低，所以在實際應用時要注意網絡的基礎條件，平衡安全防護能力和實際應用性。

　　3.2通過安全路由保障網絡安全

　　通常情況下，路由只追求效率和能耗兩大指標，對安全防護方面的要求比較低，在普通網絡中，路由安全問題相對較少，但無線傳感器網絡由于具有多路由延遲，所以路由安全風險非常高。為此，安全路由技術被作為一種網絡安全保障措施引入，具體來說，就是應用多種安全路由協議對多路徑下的路由風險進行防范或者危害限制。

　　3.3通過密鑰管理保障網絡安全

　　密鑰管理是另一種網絡安全保障技術，嚴格來說，這種安全技術是從屬于密碼技術的，是對密碼技術中所創立的密鑰采取的安全管理措施。需要注意的是，雖然普通網絡已經有了較為完善的密鑰管理技術，但是在網絡拓撲嚴重不穩定的無線傳感器網絡中，這種傳統技術的應用適性很低，所以目前使用的大多是針對無線傳感器網絡特征開發的特殊密鑰管理技術，比如預共享密鑰模型等。

　　3.4通過入侵檢測保障網絡安全

　　以密碼技術為基礎構建的安全防護機制有一定的缺陷，具體來說，雖然可以對外來節點入侵加以識別，但對被捕獲節點的入侵識別是做不到的。為此，相關人士研究了入侵監測技術，嘗試通過SEF機制來識別網絡中的虛假數據，用鄰接節點評價機制來識別惡意節點。這兩種入侵檢測技術可以通過密碼以外的技術進行被俘節點的檢測，但相對的需要消耗更多的能量，所以在應用上仍待完善。

　　3.5通過數據融合保障網絡安全

　　無線傳感器網絡中的數據大多是融合后使用的，但由于聚合數據中有可能存在虛假數據，所以最終融合值的安全性難以保障，在這種情況下我們需要安全融合措施。具體來說，一方面要借助上文所述的入侵檢測技術分析和識別惡意節點，另一方面要訂立安全評估用的數學框架，以對數據融合過程進行安全評價，規避惡意數據的干擾。

　　4結語

　　總體來說，無線傳感器網絡目前的安全技術研究比較繁雜，各種技術理論和安全應用策略層出不窮，這些安全技術的應用適性和應用條件各有差異，在實際應用時應結合網絡的實際情況選擇適性最高的技術進行應用發展。需要注意的是，從目前的技術水平來看，無線傳感器網絡的硬件功能不夠完善，這是目前導致各項安全問題與應用能效低下的最根本原因。文章所提出的諸多措施雖然能在現有技術層面上提高無線傳感器網絡的安全性，但能效依然是比較有限的，只要硬件功能不改善，各項安全隱患就依然存在。因此，盡快針對無線傳感器網絡的硬件進行優化，開發出高強度、高容量、低能耗的網絡元件，才是提高網絡安全水平與運作能效的根本性措施。

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