周鵬程

（湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410151)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究

周鵬程

（湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410151)

隨著技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器技術(shù)在實(shí)際生活及國民經(jīng)濟(jì)中的得到了更廣泛的應(yīng)用，對于網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿右蕾?。該文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的安全困境，然后對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義進(jìn)行了解讀，并對基于壽命的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性以及基于安全的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行了分析，進(jìn)一步探討了基于安全的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠性，希望對提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性能起到一定的幫助。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；可靠性；數(shù)據(jù)傳輸

1 概述

隨著科技的不斷進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）技術(shù)日趨成熟，WSN的應(yīng)用也更加廣泛，針對它的研究也不斷增多。在十一級應(yīng)用過程中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還面臨著諸多問題。包括信號傳輸、能量消耗、保密隱蔽等等，其中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃杂绕渲匾?。種種問題制約著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步應(yīng)用。

2 WSN面臨的安全威脅

傳感器網(wǎng)絡(luò)為在復(fù)雜的環(huán)境中部署大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集與處理帶來了希望。但是WSN自身的特點(diǎn)決定了其安全問題將有別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，其不可靠的無線通信信道又使得安全防范變得更加困難。尤其WSN的工作環(huán)境經(jīng)常處于無人維護(hù)、不可控制中，除了具有一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務(wù)等多種威脅外，WSN還面臨傳感節(jié)點(diǎn)容易被攻擊者物理操縱，并獲取存儲在傳感節(jié)點(diǎn)中的所有信息，從而威脅整個網(wǎng)絡(luò)。

這就要求WSN必須具有更高、更強(qiáng)的安全機(jī)制，來克服WSN在安全方面的弱點(diǎn)，以保證WSN在各個領(lǐng)域的滲透式應(yīng)用。

首先，隨著射頻識別技術(shù)的大面積投入使用，數(shù)據(jù)安全問題日趨嚴(yán)峻，原有的信息系統(tǒng)已經(jīng)不能提供足夠的安全保證。主要表現(xiàn)在：電子標(biāo)簽計算能力較弱，數(shù)據(jù)包的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸可能被捕獲，篡改，信息的安全性和隱藏性決定了物聯(lián)網(wǎng)是否能夠持續(xù)高速發(fā)展和擴(kuò)張。

其次，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)眾多，而且部署的場合為公共區(qū)域，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收信息，安全系數(shù)不高，信號容易被干擾甚至捕獲;另外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議由于其自身特點(diǎn)，存在較多的安全漏洞，容易被惡意的路由信息攻擊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

最后，無線通信通道不穩(wěn)定的問題也使得安全性和可靠性面臨更嚴(yán)峻的考驗(yàn)，WSN節(jié)點(diǎn)必須能夠檢測和識別不可信任的傳感器節(jié)點(diǎn)，以保護(hù)監(jiān)控區(qū)域的安全，防范各種攻擊，維護(hù)整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和完整性。

3 WSN可靠性的相關(guān)概述研究

3.1 WSN可靠性的定義

目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性沒有統(tǒng)一的定義。在可靠性理論中，可靠性的定義是“在規(guī)定的條件下，指定的時間，完成規(guī)定的功能概率”。該定義也可用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，“指定功能”是由用戶確定的不確定性要求，用戶規(guī)格不同，獲得的可靠性值不一致。已有研究中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性定義其實(shí)從兩個方面考慮了指定的功能。一方面，從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的角度來看無法達(dá)到規(guī)定的功能;另一方面，從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)功能角度。

3.2 WSN安全可靠性分析

WSN是典型的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是具有一定程度的自組織網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化也具有一定程度的自適應(yīng)性，其安全性和可靠性要求是安全架構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。WSN節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，網(wǎng)絡(luò)本身具有較強(qiáng)的可靠性和魯棒性，因此整個WSN對于抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊性能更好，具備一定的智能性，具有檢測入侵源的能力。

(1)基于壽命的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性

無線傳感器的使用具有一定的時間限制，并且通過更新?lián)Q代來促進(jìn)新的發(fā)展。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用過程中，要通過不斷的更新技術(shù)來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步發(fā)展以及更氣，這就使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性發(fā)展就一定的壽命。

如果超過一定的時間，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就會由于缺乏技術(shù)而被淘汰下去，并且產(chǎn)生出新的技術(shù)，這樣也給我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來一定的促進(jìn)意義。所以，從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命上來說具有一定的可靠性。

(2)基于安全的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性

由于無線傳感器技術(shù)上的要求，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨著很大的風(fēng)險。因此，可靠的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，將會讓我國發(fā)展產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。然而，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全隱患與可靠性離不開關(guān)系，兩者緊密相關(guān)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)如果被嚴(yán)格重視，這樣也會大大增加無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。換句話說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展是否安全直接影響了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的可靠性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，如果能夠避免安全風(fēng)險，并且網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展都能夠符合國家要求，發(fā)展的整個過程也都符合制定的標(biāo)準(zhǔn)，那么就會更好地促進(jìn)我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高。

4 結(jié)論

隨著無線傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)展的同時，也面臨著很多棘手的問題。尤其是在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中要充分考慮到各個元件之間的可靠重組關(guān)系，這樣也能更好地保障無線傳播系統(tǒng)的完善性，并且促進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(diǎn)連接。總之，通過發(fā)展無線傳感器來促進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，這樣也可以更好地促進(jìn)我國網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的發(fā)展。

[1]梁露露,高德云,秦雅娟,等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中面向緊急信息可靠傳輸協(xié)議[J].電子與信息學(xué)報,2012,34(1):95-100.

[2]司海飛，楊忠，王珺.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].機(jī)電工程，2011,28(1):16-20.

[3]杜曉靜,何秋燕.物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2013(10):66-67.

[4]張樂君,國林,張健沛.TCP連接遷移的移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可靠傳輸技術(shù)研究[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報,2010,31(5): 627-631.

Reliability Research of Wireless Sensor Network

ZHOU Peng-cheng

(Hunan Vocational College of Engineering,Changsha 410151，China)

With the development of technology,wireless sensor technology has been widely used in real life and national econo?my,and it is more dependent on the reliability of data transmission in the network.This paper first introduces the security dilem?ma faced by wireless sensor networks,and then explains the definition of wireless sensor networks.The reliability of life-based wireless sensor networks and the reliability of wireless sensor networks Based on security are analyzed.Based on the reliability of wireless sensor networks,hoping to improve the reliability of wireless sensor networks to play a certain help.

wireless sensor network;reliability;data transmission

TP393

A

1009-3044(2017)19-0012-02

2017-06-10