一种适用于无线传感网络的安全路由协议设计_蓝炳伟
无线传感器网络的路由协议设计
无线传感器网络的路由协议设计随着物联网的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）的应用越来越广泛。
作为物联网的一种形态，WSN已经应用于环境监测、智能交通、智能制造等领域，为人们的生产和生活带来了很大的便利。
在WSN中，路由协议的设计是至关重要的。
一、无线传感器网络的基本结构WSN通常由大量的无线节点组成，这些节点会周期性地采集周围的环境数据，并将这些数据传输到网关节点。
在WSN中，有两种类型的节点，分别是传感器节点和网关节点。
传感器节点负责采集环境数据，并将数据通过本地通信模块的方式向周围的节点发送；网关节点则负责将周围节点传来的数据汇总起来，并将数据通过互联网传输到数据中心或者其他目的地。
为了保证网络的性能和可靠性，WSN中的节点通常会有限的资源，如能量、计算容量和存储容量等。
二、路由协议的作用WSN中的节点之间通过无线信号进行通信，因而对传输数据的可靠性要求非常高。
由于节点之间距离远，且节点没有全局网络拓扑信息，传输数据需要经过多个节点才能到达目的地，并且通信链路可能频繁中断。
因此，在WSN中需要使用一种适合无线网络环境的路由协议，来实现节点之间的数据传输。
简单来说，路由协议的作用主要有以下几个：1. 实现数据的传输：路由协议通过计算最优路径，将数据从源节点传输到目的节点。
2. 增强网络的容错性：路由协议可以针对链路中断等异常情况，快速选择可用的路由，从而提高网络的容错性。
3. 延长网络的寿命：路由协议可以优化数据传输路径，从而降低节点的能量消耗，延长整个网络的寿命。
三、常用的路由协议1.LEACH协议LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种无线传感器网络的自适应分簇路由协议。
LEACH将传感器节点分为若干个簇，每个簇由一个簇头节点负责，簇头节点负责收集簇内节点的数据，并将其传输给网关节点。
一种新的无线传感器网络安全路由协议
ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｏ ｆ ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ．
（ 桂林 电子科技大 学 计算机科学与工程学院 ， 广西 桂 林 ５ ４ １ ｓ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ协议 中存在信息重叠 、 没有考 虑到节 点能量 利用率 和 网络传 输安全 等问题 ， 根据
图论 中 Ｐ ｉ ｒ ｍｓ 或者 Ｋ ｒ ｕ ｓ ｋ ｌ算 法来生成最小生成树 的思想 ， ａ 在 改进 的最 小生 成树算法 前提下 ， 提 出了一种
２ ０ １ ３年 第 ３ ２卷 第 ｉ 期
传感器与微系统 （ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｄ ｕ ｃ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ）
３ ３
一
种 新 的无 线 传 感 器 网络 安全 路 由协 议
蒋 华， 曾梅 梅
Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｈｕ ａ ，Ｚ ＥＮＧ Ｍｅ ｉ — ｍｅ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｉｃ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ｕ ｌ ｆ ｉ ｎ ５ ４ １ ０ ０ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
传感器 网络能量 高效 的安全路由 （ Ｅ Ｅ Ｓ Ｒ） 方案 ， 引入 了节 点的可信 度和能量值 来作为 图中边的权值 ， 充分
地考虑到能量 的利用 ， 同时防止 了恶意节点篡改 、 丢弃数 据包 。实验结 果表 明： 该 方法提 高 了网络能量利
面向物联网环境的无线传感器网络路由协议设计
面向物联网环境的无线传感器网络路由协议设计近年来，物联网技术的快速发展，给人们的生活带来了很大的改变。
物联网中的无线传感器网络 (Wireless Sensor Networks, WSN) 是实现物联网的重要组成部分，而路由协议是WSN中的关键技术之一。
本文将探讨面向物联网环境的无线传感器网络路由协议设计。
一、无线传感器网络（Wireless Sensor Network）WSN是由大量的无线传感器节点组成的网络系统，传感器节点可以进行自主的感知、数据采集和数据处理等操作，实时监控环境中的各种信息。
WSN通常包括传感器节点、数据汇聚节点和基站三部分。
传感器节点负责采集数据，数据汇聚节点则负责汇总、处理和传输数据，基站则是整束WSN系统的控制中心。
WSN一般工作在低功率运行模式，这使得网络节点的能量供应和消耗是一个重要的问题。
传统的有线网络协议无法适应WSN节点的需求，因此WSN采用无线通信来满足节点间的信息交流。
在这种无线环境中，路由协议就显得尤为重要。
二、WSN中路由协议的作用在WSN中，路由协议主要指定移动节点的路径和选择网络通信的路由方式。
在传统有线网络中，路由协议主要考虑网络的带宽和延迟等因素，但WSN中路由选择协议还需要考虑节点的能量供应、数据传输的效率和数据的可靠性等因素。
WSN中路由协议的作用主要表现在以下方面：（1）建立网络拓扑结构路由协议需要建立合理的拓扑结构，以适应WSN环境中多变的拓扑结构。
必要时，节点需要重新布置和重新连接，以达到最佳的拓扑结构目标。
（2）控制节点的通信行为路由协议能够控制节点的通信，使网络能够高效地传输数据。
在WSN中，路由协议可以控制节点的睡眠与唤醒、选择合适的数据传输路径和速率等。
（3）提高网络的安全性路由协议可以采用成熟的加密算法，提高网络的安全性，防止外界的攻击和非法入侵。
三、WSN中常见路由协议WSN中常见的路由协议包括平面网络路由协议、树状路由协议、自组织网络路由协议。
一种适用于无线传感网络的安全路由协议设计
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计算机 时代 ２ ０ ０ ８年 第 ｌ ０期
３ 协议 Ｌ ＨＳ的模 拟 实验 ＡＣ
表 ２ 实验参数表
电子器件能量消耗 Ｅ￣ ５ｎｆｉ ．＝ ０ Ｊ ｔ ． － ｏ 节点初始能量 Ｅ ＝ Ｊ ０ ５ ２ Ｎ １０ Ｍ＝ ０时 ， 取 ３ ＝０ 、 ５ ｋ 发送功率放大器能耗 ￡ ， ０ Ｊ ｉｍ ￣＝ ｐｆ ｔ １ ｏｌ 每个数据包大小 ２０ ｂｔ ０ ０ ｉ ｓ Ｎ １０ Ｍ＝ ０ 时 ， ＝ ０ 、 １ ０ ｋ取 ５
维普资讯
・
８ ・
Ｃｏ ｕ ｅ ａ Ｎｏ ０ ８ ｍｐ ｔ ｒ Ｅｒ ．１ ２ ０ ０
一
种适用于无线传感网络的安全路由协议设计
蓝 炳伟
（ 赤坎 区海 关楼 海 军 ９ ０ ７部 队 ３ ２５ ＃，广 东 湛 江 ５ ４ ３ ） ２０７
量低于此时 网络的平均剩余能量 ， 或是此节点在之 前已多次担 任过簇头节点 ， 那么它将没有资格参与此 “ 回合 ” 簇头节点的竞
争 。当簇头节点选举结束后 ， 簇类亦随之建立。 （）分布 式、 ２ 自协 商算 法
当网络 内存活节点的个数 占原节点总数的 ３ ％时 ， ０ 我们认 为此 时节点能量 比较 贫乏 ， 为了最大化 网络生命周期 ， 采用分 布式 、 自协商算法对 网络进行 分簇 ， ｓ ｋ节 点不参与簇类 划 即 ｉ ｎ 分， 而是 网络 中的节 点采取 自协商 的方 式来划分簇 类 、 选举簇
１无 线传 感器 网络各 层面 临的安 全 问题
无线传感器 网络遭受的主要 威胁如表 ｌ 所示。
表 ｌ 无线传感器 网络遭 受的主要威胁【 ｌ １
无线传感器网络中的安全通信协议设计与分析
无线传感器网络中的安全通信协议设计与分析无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是一种由众多分布式节点组成的网络系统，这些节点将传感器、计算和通信功能集成在一起，用于监测和控制环境中的各种事件和物理现象。
安全通信协议设计与分析是保障无线传感器网络安全的重要一环，它涉及到保证网络中的数据传输安全、节点身份验证以及抵御各种网络攻击的能力。
为了保证无线传感器网络的安全通信，首先需要解决数据传输安全的问题。
数据传输过程中可能会受到窃听、篡改和重放等攻击。
传统的加密技术，如对称加密算法和非对称加密算法，可以用于保护数据的机密性。
对称加密算法采用相同的密钥进行加密和解密，具有较高的加密和解密效率，适合用于无线传感器节点资源有限的情况。
非对称加密算法则采用不同的密钥进行加密和解密，具有更高的安全性和密钥管理能力，适合用于节点之间的身份验证和密钥协商。
此外，可以结合哈希算法和消息认证码等技术，保证数据完整性和认证性，避免数据被篡改。
其次，无线传感器网络中的安全通信协议还需要考虑节点的身份验证。
确保节点的身份合法性，可以避免伪造节点对网络进行攻击。
常用的身份验证方法包括数字证书和公钥基础设施（PKI），通过使用数字签名、证书链和信任中心等机制，保证节点的身份和信息的可信度。
此外，还可以利用基于密码哈希函数的身份验证协议，如零知识证明和基于零知识证明的身份验证协议等，实现节点身份的匿名性和隐私保护。
在无线传感器网络中，节点容易受到各种网络攻击，如黑客入侵、拒绝服务攻击和数据欺骗等。
因此，安全通信协议设计与分析还需要考虑抵御这些网络攻击的能力。
针对黑客入侵，可以利用入侵检测和入侵响应技术，实时监测和识别异常节点或攻击行为，及时采取相应的安全措施。
对于拒绝服务攻击，可以通过资源分配、任务调度和负载均衡等策略，提高网络的抗攻击能力。
针对数据欺骗攻击，可以利用信任管理和数据完整性验证等技术，确保数据的可信度和完整性。
无线传感器网络的路由协议
无线传感器网络的路由协议无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分布式无线传感器节点组成的网络，用于感知环境、采集数据并传输给终端节点。
由于传感器节点资源有限，传统的路由协议在WSN中不适用。
因此，研究人员开展了大量的工作，提出了许多适用于WSN的路由协议。
以下是WSN常见的路由协议：基于平面的路由协议将传感器节点所处的平面划分为不同的区域，利用区域之间的连接关系进行数据传输。
其中一种经典的基于平面的路由协议是LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy），它基于分簇的思想将传感器节点分为不同的簇，每个簇有一个簇首节点负责数据聚合和传输。
基于层次的路由协议是WSN中常见的一种路由方式，它将节点组织成多个层次。
每个层次中的节点具有不同的功能和职责。
经典的基于层次的路由协议包括TEEN（Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network）和PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）。
基于多跳的路由协议允许节点通过中转节点将数据传输到目的节点，从而延长网络的传输范围。
常见的基于多跳的路由协议包括SPIN（Sensor Protocols for Information via Negotiation）和Directed Diffusion。
SPIN协议利用分布式算法对节点进行数据交换和传输，Directed Diffusion协议则通过沿着数据梯度传播的方式进行数据传输。
由于传感器节点能量有限，基于能量的路由协议非常重要。
这些协议通过考虑节点能量状态来决定数据传输路径，以延长网络的生命周期。
例如，E-SEP（Energy-Efficient Stable Election Protocol）、GEDIR （Gateway-Efficient, Deterministic and Energy-Aware Routing）和ENERGY-LL（Energy-Efficient, Low Latency Routing）都是基于能量的路由协议。
无线传感器网络中的安全路由协议设计
无线传感器网络中的安全路由协议设计无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是由大量部署在无线环境中的传感器节点组成的网络。
传感器节点能够感知环境中的物理或化学变化，并传输数据给基站或其他节点。
无线传感器网络应用广泛，例如环境监测、军事侦察、医疗健康等领域。
然而，由于无线传感器网络中的节点资源有限、易受攻击和传输的数据易被窃取，网络的安全性成为一项重要的挑战。
安全路由协议是解决无线传感器网络安全问题的关键之一。
它定义了节点之间的通信路径，保障数据的安全传输。
设计一个有效的安全路由协议需要考虑以下几个方面。
首先，身份认证是安全路由协议设计的基础。
无线传感器网络中的节点通常以密钥的形式存储身份信息。
设计一个安全的身份认证机制，能够验证节点的身份，并保护密钥不被泄露。
常用的身份认证机制包括基于密码的认证、公钥基础设施（PKI）认证等。
合理选择适合网络规模和资源限制的认证方式对于安全路由协议的设计至关重要。
其次，安全路由协议需要考虑数据完整性和机密性。
传感器节点上收集到的数据往往是敏感而重要的，需要保证数据在传输过程中不被修改或泄露。
常见的机制包括数据加密、消息鉴别码、数字签名等。
在设计时，需要综合考虑安全性与性能的平衡，以降低协议的开销。
另外，安全路由协议还需要抵御网络攻击。
无线传感器网络容易受到各种安全威胁，如中间人攻击、电量耗尽攻击和拒绝服务攻击等。
设计一个有效的安全路由协议应考虑这些攻击，并提供相应的防御机制。
例如，基于信任度的路由机制可以过滤掉恶意节点，提高网络的可信度。
此外，随机化和加密技术也可通过减小攻击者的成功概率来增强网络的安全性。
还有一点需要注意的是，无线传感器网络通常是非插电设备，能源有限。
因此，安全路由协议设计需要考虑能源效率。
对于节点来说，能量的节约是其生命周期的关键。
因此，设计一个能够平衡能源消耗和安全性的协议至关重要。
一些可行的策略包括：节点睡眠和唤醒机制、数据压缩和聚合、动态密钥管理等。
无线传感器网络中的能量感知路由协议设计
无线传感器网络中的能量感知路由协议设计第一章介绍无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）因其广泛的应用前景而受到研究者的广泛关注。
然而，传感器节点的能源消耗问题一直是限制无线传感器网络实际应用的主要因素之一。
能量感知路由协议的设计对于延长传感器网络的寿命、提高系统的能源效率至关重要。
本章将介绍无线传感器网络的背景以及能量感知路由协议的重要性。
第二章无线传感器网络本章将详细介绍无线传感器网络的基本概念和特点。
首先，介绍无线传感器网络的定义及其组成要素。
然后，介绍无线传感器网络的体系结构和工作原理。
最后，分析无线传感器网络存在的问题，特别是能源消耗问题。
第三章路由协议的研究现状本章将综述相关的无线传感器网络路由协议的研究现状。
主要包括基于能量感知的路由协议、最小能量路由协议、拓扑控制路由协议等。
对比不同的协议的特点和优缺点，为后续的研究提供参考。
第四章能量感知路由协议设计原则本章将提出设计能量感知路由协议的原则。
首先，基于网络拓扑进行能量均衡的原则。
然后，介绍自适应调整路由路径的原则。
最后，阐述协议设计应考虑的节点能量级别差异的原则。
第五章路由协议设计框架本章将提出一个能量感知路由协议的设计框架。
首先，设计路由发现和维护的机制。
然后，考虑节点能量差异，设计能量分配的策略。
最后，引入拓扑控制机制以提高网络的能源利用效率。
第六章实验与评估本章将介绍对所设计的能量感知路由协议进行的实验与评估。
首先，描述实验环境和实验流程。
然后，详细介绍实验结果和评估指标。
最后，对比不同的协议，评估所设计的协议的性能。
第七章结论与展望本章将总结全文的内容，并对未来的研究方向提出展望。
总结表明能量感知路由协议对于无线传感器网络的能源优化至关重要。
未来需要进一步优化现有的路由协议，并结合其他技术手段，提高无线传感器网络的能源利用效率。
参考文献[1] Akyıldız I F, Su W, Sankarasubramaniam Y. Wireless sensor networks: a survey[J]. Computer networks, 2002, 38(4): 393-422.[2] Heinzelman W R, Chandrakasan A P, Balakrishnan H. Energy-efficient communication protocol for wireless microsensornetworks[M]. Proceedings of the 33rd annual Hawaii international conference on system sciences, 2000: 10 pp.-.[3] Abbasi A A, Younis M. A survey on clustering algorithms for wireless sensor networks[J]. Computer communications, 2007, 30(14): 2826-2841.[4] Intanagonwiwat C, Govindan R, Estrin D, et al. Directed diffusion for wireless sensor networking[C]//ACM Sigcomm Computer Communication Review. ACM, 2000, 30(1): 56-67.[5] Shah R C, Rabaey J M. Energy aware routing for low energy ad hoc sensor networks[C]//Proc. 2002 IEEE Wireless Communications and Networking Conference Record (Cat. No. 02TH8609). IEEE, 2002, 3: 1136-1141.。
无线传感器网络安全协议设计与分析
无线传感器网络安全协议设计与分析无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是由许多无线传感器节点组成的自组织网络，具有广泛的应用前景，如环境监测、农业、医疗等。
然而，传感器节点通常被部署在无人、恶劣的环境中，存在一系列的安全威胁和挑战。
为了保护无线传感器网络的安全性，在设计和分析无线传感器网络安全协议时需考虑多个方面。
首先，保证通信机密性是无线传感器网络安全协议设计的首要目标之一。
传感器节点之间的通信通常需要保密，以防止敏感信息被未授权的个体获取。
为了实现通信机密性，可以采用加密算法对传输的数据进行加密处理。
对称密钥加密算法和非对称密钥加密算法可以结合使用，确保数据的机密性。
然而，在选择加密算法时，需考虑算法的计算复杂度和能耗，以确保协议在资源受限的传感器节点上能正常运行。
其次，保证无线传感器网络的完整性也是重要的安全目标之一。
在传感器网络中，数据的完整性意味着数据没有在传输过程中被修改或篡改。
为了实现数据的完整性验证，可以使用消息认证码（Message Authentication Code，简称MAC）来对传输的数据进行签名。
MAC可以确保数据的完整性，即便在网络传输过程中，攻击者试图篡改数据也能被及时检测到。
除了保证通信的机密性和完整性，无线传感器网络安全协议还需要考虑节点认证和访问控制等问题。
节点认证是指对传感器节点进行身份验证，以防止未经授权的节点加入网络。
一种常用的节点认证方式是基于预共享密钥（Pre-Shared Key，简称PSK）的认证方式，即节点之间可以事先共享一个密钥用于认证。
另外，访问控制是指对网络中的资源进行合理的访问限制，防止未经授权的节点获取敏感数据。
为实现访问控制，可以使用访问控制列表等访问控制机制。
除了上述安全目标外，无线传感器网络安全协议还需考虑抵御各种攻击，如节点仿冒、中间人攻击、重放攻击等。
节点仿冒是指攻击者试图冒充合法节点参与网络通信，为了防止节点仿冒攻击，可以使用基于身份验证的协议进行节点认证。
无线传感器网络中的安全通信协议设计
无线传感器网络中的安全通信协议设计无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）逐渐成为了物联网（Internet of Things，IoT）的重要组成部分。
WSN通过大量的微型传感器节点（Sensor Node，SN）实现对物理环境的监测和感知，为智能互联的应用提供了可靠的基础设施。
随着WSN规模的扩大和应用场景的逐渐复杂化，其中的安全通信问题也越来越引人注目，因此对WSN中的安全通信协议进行设计和实现具有重要的意义。
传统的通信协议一般不适用于WSN中的安全通信场景。
首先，由于SN的资源有限（电量、存储、计算能力等），传统的复杂加密算法难以直接应用于SN。
其次，WSN中的通信环境相对较为特殊，信道质量受限，容易被攻击者攻击，使得传统的加密算法效果大打折扣。
因此，WSN中的安全通信问题需要另辟蹊径，独立设计适合SN特点的安全通信协议。
一、安全传输原则在WSN中，保证数据的安全传输是安全通信协议的核心。
在设计安全传输方案时，以下的原则应当被遵循：1. 机密性：数据内容不能被窃听或者破解，只有被授权的接收方才能够访问。
2. 完整性：传输的数据不能被篡改，确保数据在传输过程中不被恶意篡改。
3. 可靠性：传输的数据应当能够到达接收方，在没有加重网络带宽的情况下，确保数据传输的稳定性和可靠性。
二、安全通信协议设计对于WSN来说，有效的安全通信协议应当充分考虑SN的特点和网络的环境，并应当包括以下几个步骤。
2.1 认证认证是指通过一些数字机制对参与通信的各方身份的真实性进行验证。
在WSN中，需要确认节点是否真是所宣称的主体。
为实现认证，安全通信协议应当采用具有相当安全水平的密钥管理和认证机制。
2.2 密钥分配密钥分配是指在两个通信对等体之间建立一个安全的双方认证的过程。
在这个过程中，要确保节点的密钥是经过安全分发的。
密钥分配的其中一个方案是节点预共享密钥，该方案通过在出厂时就分配的预共享密钥来实现。
物联网中的无线传感器网络协议设计
物联网中的无线传感器网络协议设计无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是物联网中最基础且广泛应用的技术之一。
它通过将传感器节点相互连接，密集地部署在被监测区域内，实时收集、处理和传输环境中的数据信息。
无线传感器网络的协议设计是确保网络高效、可靠运行的关键因素之一。
本文将探讨物联网中的无线传感器网络协议设计，从网络协议的功耗优化、数据传输可靠性和安全性等方面进行讨论。
首先，无线传感器网络的协议设计需要考虑功耗优化。
由于传感器节点往往由电池供电，能量是有限的。
因此，协议设计应尽量减少节点的能量消耗，延长网络的生命周期。
为实现功耗优化，可以通过以下几种方式进行协议设计：1. 睡眠调度算法：传感器节点在不活动时进入睡眠状态，以降低能量消耗。
协议设计中可以利用睡眠调度算法，合理安排节点的睡眠和唤醒时间，以平衡能量消耗和数据采集的需要。
2. 路由优化：优化路由选择算法可以减少节点之间的跳数和通信距离，降低能量消耗。
通过选择最优路径传输数据，减少了数据传输时延和能量损耗。
其次，协议设计需要保证数据传输的可靠性。
在无线传感器网络中，由于环境复杂多变，通信链路容易受到干扰，容易产生丢包和错误。
为了确保数据的可靠传输，可以采取以下措施：1. 错误检测与纠正：在协议设计中，可以引入差错编码技术，如循环冗余校验（CRC）或海明码，实现对数据的检测和纠正，提高数据传输的可靠性。
2. 数据重传机制：当数据包发生丢失或错误时，传感器节点可以通过请求重传或使用快速重传算法进行数据包的重传，确保数据的完整性和正确性。
最后，协议设计还需要考虑网络的安全性。
在物联网中，无线传感器网络中的数据易受到攻击和窃取，因此协议设计应注重保护数据和网络的安全。
1. 身份认证与密钥协商：在无线传感器网络中，必须确保消息发送者的身份和数据的机密性。
协议设计可以引入身份认证和密钥协商机制，以确保数据的安全性。
2. 密钥管理：密钥管理是保证传感器网络中数据安全的基础。
安全可靠的无线传感器网络协议设计
安全可靠的无线传感器网络协议设计无线传感器网络是一种通过无线通信技术将许多节点连接起来的网络，每个节点都能够感知到周围环境的信息并将其传输给其他节点。
随着物联网应用的普及，无线传感器网络已经成为了重要的组成部分。
但是，无线传感器网络在应用过程中面临的安全问题也越来越严重。
因此，如何设计安全可靠的无线传感器网络协议成为了当前研究的热点。
无线传感器网络不同于传统的有线网络，它通常具有以下特点：节点数量巨大、能源受限、信道带宽较窄、网络拓扑随时变化。
这样的特点给无线传感器网络协议的设计带来了巨大的挑战。
在设计无线传感器网络协议时，必须考虑到这些特点，并且要特别注意网络的安全和可靠性。
首先，无线传感器网络协议的设计必须重视安全性。
传感器节点通常会涉及到重要的机密信息，比如温度、湿度、声音等，这些信息泄露可能导致很严重的后果。
因此，每个节点之间的通信必须进行加密处理，保证信息不会被黑客窃取。
而且，为防止节点被入侵，协议应该包括防火墙和入侵检测系统等措施，及时检测并阻止非法入侵者的攻击。
其次，无线传感器网络协议的设计还必须关注可靠性。
由于网络中节点数量极大，节点间的连接关系也可能因为各种原因而时刻变化，因此传输过程中可能会出现缺失、重传甚至乱序等问题。
如何保证网络传输过程的可靠性成为协议设计过程中必须要解决的问题。
这里可以采用可靠广播协议来解决这个问题，当网络中的节点向其他节点发送数据时，可以先通过检测机制确保数据发送的成功，并在必要的时候重传数据。
最后，无线传感器网络协议的设计还应该考虑到网络的可扩展性。
在实际的应用场景中，无线传感器网络节点数量可能会随着环境的变化而增加或减少，因此，协议的设计必须具有一定的可扩展性。
如果网络的节点数量突然增加，会导致网络的拥堵，甚至导致网络崩溃。
因此，在协议的设计中，必须考虑如何动态改变节点之间的拓扑关系，保证网络的稳定性。
此外，在节点的能源管理方面，也要考虑到能源的节省，减少节点无限耗损。
无线传感器网络安全协议的设计与实现
无线传感器网络安全协议的设计与实现无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量的传感器节点组成的无线网络，广泛应用于环境监测、医疗卫生、工厂自动化等领域。
WSN的基础安全协议是密钥管理，但传统的密钥管理方案往往存在一系列安全问题，需要进行改进。
因此，本文将从WSN的安全需求出发，探讨无线传感器网络安全协议的设计与实现。
一、WSN的安全需求WSN的安全需求主要包括：机密性、完整性、可靠性和可用性。
其中，机密性指信息只能被授权方访问；完整性指信息在传输过程中不被篡改；可靠性指传感器网络能够达成一个共识；可用性指传感器节点能够正常工作。
机密性的保障通常采用密钥管理技术，例如对称密钥或公钥密码学，来保护数据的机密性。
完整性的保障通常采用消息认证码（Message Authentication Code，MAC）技术，来检查数据是否被篡改。
可靠性的保障通常采用共识算法，如拜占庭容错算法（Byzantine Fault Tolerance，BFT）等，来确保所有传感器节点的数据一致。
可用性的保障通常采用节能技术、功率控制技术等，来延长传感器节点的寿命。
二、无线传感器网络安全协议的设计要点无线传感器网络安全协议的设计要点包括：密钥管理、消息认证码、共识算法、拒绝服务（Denial of Service，DoS）攻击防范、位置仿冒攻击防范等。
密钥管理方案的设计包括密钥分配、密钥更新和密钥撤销等方案。
其中，密钥分配方案有两种常见方式：预分配密钥方案和分布式密钥方案。
预分配密钥方案要求预先将密钥分配给每个传感器节点，缺点是密钥管理复杂度较高。
分布式密钥方案是由所有传感器节点一起协商得到密钥，优点是密钥数量可控，缺点是通信开销较大。
消息认证码通常采用HMAC、CMAC等算法，用于保护数据区域的完整性。
共识算法通常采用拜占庭容错算法，用于保证认可共同状态。
拒绝服务攻击防范通常采用区分服务（Differentiated Services，DiffServ）等，用于区分合法流量和非法流量。
无线传感器网络中能量有效路由协议设计与优化
无线传感器网络中能量有效路由协议设计与优化摘要：无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSNs）是一种基于无线通信技术的分布式自组织网络，由大量的微型传感器节点组成。
由于传感器节点通常被部署在无法充电的环境中，能耗是WSNs面临的一大挑战。
为了有效利用有限的能源资源，设计一种能量有效的路由协议是非常重要的。
引言：无线传感器网络中的节点通常是由微型电池供电，而电池的容量有限。
因此，设计一种能量有效的路由协议，可以延长整个网络的工作时间。
本文将讨论无线传感器网络中能量有效的路由协议的设计与优化。
一、能量效率的路由协议设计原则（一）最短路径选择能量有效的路由协议应该选择最短路径来传输数据，以减少能量的消耗。
通过利用分布式路由算法，选择低能量消耗的路径，可以避免节点能量不均衡的问题。
（二）多路径选择除了选择最短路径外，还可以设计一种多路径选择的路由协议。
通过让数据通过多个路径传输，可以减少单个节点的能量消耗，提高整个网络的能量利用率。
（三）数据聚合技术数据聚合技术可以将多个数据包合并成一个，从而减少网络中的数据传输量，降低能量消耗。
设计一种能够合理利用聚合技术的路由协议，可以提高整个网络的能量效率。
二、能量有效的路由协议优化策略（一）拓扑控制通过优化网络的拓扑结构，可以减少传输路径中的冗余节点，从而降低能量消耗。
例如，通过选择覆盖率高且相互之间距离适中的节点作为传输路径，可以有效减少能量的浪费。
（二）动态调整由于无线传感器网络中的节点的能量水平随着时间的推移会发生变化，因此需要设计一种能够动态调整路由路径的协议。
当节点能量不足时，可以通过重新规划路由路径，选择能量更充足的节点来传输数据，以延长整个网络的寿命。
（三）能量均衡在无线传感器网络中，由于节点能量消耗不均衡，部分节点容易消耗过快，导致网络寿命缩短。
因此，通过设计能量均衡的路由协议，可以合理分配能量负载，延长整个网络的寿命。
用于无线传感器网络的安全通信协议设计
用于无线传感器网络的安全通信协议设计在当今物联网技术飞速发展的背景下，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为了物联网中不可或缺的一部分。
然而，WSN面临的安全问题也日益严峻，因此设计一种安全的通信协议，对于WSN的可靠运行具有至关重要的意义。
一、WSN的安全问题WSN由一组节点组成，这些节点通过无线信道相互通信，完成各种任务。
然而，WSN中节点的数量巨大，节点在工作过程中暴露在恶劣的环境中，且通常不具备太多计算资源和存储资源，因此WSN安全问题变得更加复杂和严峻。
首先，WSN中的节点受到各种安全攻击的威胁，如拒绝服务攻击、黑客攻击、信息泄露、虚假数据注入等，这些安全攻击会造成节点失效、损坏或者传输的数据质量下降。
其次，WSN的通信链路不稳定，存在信号干扰、衰减等问题，这会影响信号的传输质量，进而影响节点之间的通信连通性。
最后，在WSN中，节点资源如计算资源和能量是有限的，传统的加密方法容易耗尽节点的资源，导致节点失效。
这也是WSN中安全机制设计必须考虑的问题。
二、安全通信协议设计设计WSN的安全通信协议需要考虑其独特性，比如节点数量众多、无线信道的不可靠性和能量限制等。
同时，安全机制的设计还需要考虑信任度、密钥管理、身份认证等问题。
信任度在WSN中，节点之间的通信可以通过安全通信协议来保证，但由于节点数量众多，很难对每个节点都进行认证和授权。
因此，需要对信任度进行评估。
信任度评估可以采用基于社交网络的方法，根据节点之间的交互行为和信任关系进行评估，同时通过信任度分值来决定节点的许可权。
密钥管理密钥管理是WSN安全机制的关键，因为加密技术通常是通信保障的基础。
在WSN中，通常采用分布式密钥管理方式，即各节点都有自己的密钥。
对于新节点加入网络的情况，可以采用密钥预分配方式或者公钥加密方式，通过密钥的分配来保证节点的安全。
身份认证节点身份认证是WSN中重要的安全机制之一，通过身份认证，可以保证节点在网络中的合法性，避免非法节点的干扰。
一种高效的无线传感器网络路由协议研究
一种高效的无线传感器网络路由协议研究无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种分布式的、自组织的网络结构，由大量的无线传感器节点构成。
每个传感器节点具有自己的感知、处理、存储和通信能力，并以自组织的方式互相连接，协同完成某些任务，如环境监测、智能交通和智能家居等。
在实际应用中，传感器节点往往需要通过传输数据来完成任务，并且需要保证数据的可靠性和实时性。
因此，如何高效地路由传感器数据成为无线传感器网络领域内的研究重点之一。
传统的路由协议在无线传感器网络中并不适用，因为传感器节点通常具有较低的计算、存储和能源资源。
因此，需要一种高效的、适用于无线传感器网络的路由协议。
近年来，学术界提出了一系列新型的无线传感器网络路由协议，本文将以DMR（Directional Multi-hop Routing）为例，来进行研究和探讨。
一、DMR协议概述DMR协议是一种基于方向控制的传感器网络路由协议，它通过方向控制来实现多跳传输，以减少网络能量消耗和延迟。
DMR协议的基本思路是将传感器节点分为几个跳次级别，每个级别中的节点只与同级别或比自己级别高的节点进行通信。
具体思路如下：1.方向控制DMR协议的核心思想是方向控制。
传感器节点除了具有常规天线外，还配备了可穿戴的可调控方向天线，以改变天线指向。
传感器节点使用方向天线，只向与其方向相同的节点发送数据，以减少网络拥塞和能量消耗。
2.多跳传输DMR协议采用多跳传输来从源节点向目标节点传输数据。
传感器节点之间只能进行一跳通信，但如果经过多个中间节点的中转，可以实现任意两个节点之间的数据传输。
在传输过程中，属于不同级别的节点进行通信，以此达到最佳能量利用率。
同时，DMR协议还采用了自适应跳级和重传机制，保证了数据传输的可靠性和实时性。
3.路由计算DMR协议的路由计算基于最短路径，但是传统的最短路径算法在无线传感器网络中并不适用，因此DMR协议采用了一种新的路由计算方法。
面向物联网的低功耗无线传感器网络路由协议设计
面向物联网的低功耗无线传感器网络路由协议设计随着物联网应用的快速发展，越来越多的物理世界正在与数字世界相连接。
物联网的关键技术之一是无线传感器网络（WSN）技术，它具有低功耗、低成本、自组织性和可扩展性等特点，适用于大规模部署在各种环境中。
而在WSN中，路由协议的设计对于网络的高效运行起着至关重要的作用。
本文将探讨面向物联网的低功耗无线传感器网络路由协议的设计要求和关键技术。
一、设计要求面向物联网的低功耗无线传感器网络路由协议的设计需要满足以下要求：1. 低能耗：由于传感器节点的能源有限，并且往往布置在无人区域，因此路由协议需要考虑如何减小传感器节点的能耗，延长系统的生命周期。
例如，通过合理的路由选择、节点休眠和数据压缩等技术来降低能耗。
2. 高可靠性：物联网应用往往是对信息实时性和可靠性要求较高的应用场景，路由协议需要提供高可靠的数据传输和网络连接。
通过多路径路由、链路质量估计和拥塞控制等机制来保证数据的可靠性。
3. 自组织性：物联网中的传感器节点通常是分布在广阔的区域，因此路由协议需要具备自组织和自配置的能力。
节点应该能够自动发现和加入网络，并根据网络的动态变化进行自适应的路由选择。
4. 可扩展性：随着物联网规模的不断扩大，网络中的节点数量也会越来越多，路由协议需要具备可扩展性，能够适应大规模部署的环境。
二、关键技术为了满足上述设计要求，面向物联网的低功耗无线传感器网络路由协议需要借助以下关键技术：1. 分层结构：采用分层结构能够将网络分成多个独立的层次，每个层次负责不同的功能。
例如，将网络分为物理层、数据链路层、网络层和应用层等。
通过分层结构可以提高系统的可拓展性和模块化，简化路由协议的设计和维护。
2. 路由选择算法：路由选择算法是无线传感器网络中最关键的技术之一。
传统的路由选择算法如Dijkstra算法和Bellman-Ford算法在传感器网络中不适用，因为它们计算复杂度高、占用存储空间多。
无线传感器网络中的协议设计
无线传感器网络中的协议设计随着无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）的快速发展和广泛应用，WSNs中的协议设计也日益成为了一个热门研究领域。
因为传感器网络具有节点多、信道有限、能耗限制、拓扑变动等特点，传统网络协议设计无法完美胜任传感器网络的工作，因此WSNs中的协议设计需要更多的考虑节点总体能量消耗、网络寿命、传感器节点的协同和合作、QoS等因素，并且需要兼顾复杂性和可行性。
本文将从协议类型、协议应用、协议设计原则等方面，介绍WSNs中的协议设计。
一. 协议类型WSNs中可以分类为以下几种类型：1. 路径协议：寻找数据传输的路径。
路径协议可以采用集中式或分布式算法。
常用的路径协议有LEACH、PEGASIS、PEGASOIS等。
2. 路由协议：寻求有效的路由方法，保证数据包从源节点稳定传输到目标节点。
主要有两种路由协议，即平面路由协议和三维路由协议。
3. 传输协议：负责将应用层的数据封装成数据包，并传输到目标节点的协议。
主要有蚂蚁协议、SEQS、TLV等。
4. 安全协议：网络中的传感器节点通常情况下都是廉价、易损坏的物理设备，容易被攻击和篡改。
安全协议是为了保护传感器网络的数据安全和隐私而设计的。
主要有SPINS、LEAP等。
5. 时间同步协议：确保整个网络的同步性，以便提高网络传输效率。
常见的时间同步协议有RBS、TPSN、FTSP等。
二. 协议应用1. 目标监测：WSNs被广泛应用于目标监测领域。
传感器节点可以被布置在目标监测区域，通过获取传感器测量值来实现目标监测，例如环境监测和安全监测等。
2. 医学应用：WSNs也可以应用于医学领域，特别是医疗监测和及时处理的紧急事件。
通过在身体或器官内部植入传感器节点，可以实现病人的实时监测和数据采集。
3. 工业自动化：WSNs在工业自动化方面也有很大的应用潜力。
例如，在车间、仓库和生产线等地方安装传感器节点，可实现工业设备的相互协同和自动控制。
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⑴ 集中式算法 在网络生命周期初期， 为了得到较大的吞吐量， 采用集中
综上所述， 协议 ＬＡＣＨＳ 确实能有效延长网络的运行周期； 然 而 它 提 供 的 安 全 保 障 是 以 牺 牲“ 时 间 ”作 为 代 价 的 。
试验二： 采用不同的网络拓扑结构， 比较两种协议的 能耗。
（ａ） Ｎ＝１００， Ｍ＝５０
（ａ） Ｎ＝１００
（ｂ） Ｎ＝２００， Ｍ＝５０
图 １ 存活节点情况（ｓｉｎｋ 坐标： （２５， １５０））
（０．０００５７－ ０．０００５４）／０．０００５７＝５．３％ 比较①②， ②中节点分布密集， 节约能耗比高； 比较①③， ①中节点分布密集， 节约能耗比 高； 比较①、②、③和④， ②中 节 点分布最为密集， 因此节约能耗比最高。
·１０·
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｒａ Ｎｏ． １０ ２００８
支持移动环境的发布订阅系统的研究
多个信息代理共同合作构成一个代理网络， 而不是单一的 中 心 代 理 。代 理 网 络 的 作 用 是 基 于 内 容 的 信 息 筛 选 。由 于 系 统 的分散， 有效的信息传递是代理网络的首要任务。分布式 Ｐ／Ｓ 系统中的信息分发与网络组播集群类似， 发布者如同信息的生 产 者（组 播 集 群 源）， 将 信 息 传 递 给 多 个 订 阅 者（组 播 集 群 接 收 者）。两者的区别是代理网络采用内容寻址方式而不是主动寻 址方式［４］。目前对 Ｐ／Ｓ 的研究主要侧重于两个方面： 订阅语言的 表 达 方 式 、体 系 结 构 及 其 相 应 的 路 由 算 法 。
０ 引言
ＷＳＮ 由于存在自身的局限 ， 把 传 统 网 络 的 一 些 安 全 算 法 和协议应用于 ＷＳＮ 是不实际的。因此， 如 何在节点计算速度、 电 源 能 量 、通 信 能 力 和 存 储 空 间 都 非 常 有 限 的 情 况 下 ， 通 过 设 置安 全机制 ， 保 证 ＷＳＮ 安 全 是 一 个 关 系 到 ＷＳＮ 能 否 提 高 其 可用性和有效性， 真正走向实用的关键性 问题， 关系到 ＷＳＮ 发 展的成败。
为 了 选 出 网 络 的 最 优 簇 ， ｓｉｎｋ 节 点 还 必 须 考 虑 到 平 衡 问 题， 即要让网络中尽可能多的节点参与簇头节点的竞争。因此， 在每“回合”结束后， ｓｉｎｋ 节 点 要 保 存 此 时 所 有 节 点 的 剩 余 能 量 的记录。新“回合”开始选择簇头 节点时， 若某个节点的 剩 余 能 量低于此时网络的平均剩余能量， 或是此节点在之前已多次担 任过簇头节点， 那么它将没有资格参与此“回合”簇头 节 点 的 竞 争。当簇头节点选举结束后， 簇类亦随之建立。
泛洪攻击 ／ 失步攻击
面对表 １ 所列的种种安全威胁， 现有的 ＷＳＮ 缺乏充足的 安 全 机 制 、节 点 很 容 易 遭 到 多 种 攻 击 ， 再 加 上 节 点 资 源 受 限 以 及 ＷＳＮ 自身的特点， ＷＳＮ 的安全面临严峻挑战， 其安全问题 亟待解决。
２ 无线传感器网络安全路由协议的设计
在相同的实验条件下， 网络结构为 Ｎ＝１００， Ｍ＝５０， 见图 １ （ａ）， 我 们 可 以 看 到 ： 协 议 ＬＥＡＣＨ 运 行 了 约 ６００“ 回 合 ”、协 议 ＬＡＣＨＳ 在 不 加 入 安 全 机 制 时（ 即 取 ｃ＝０） 大 约 可 运 行 ８００“ 回 合”。而当 ｃ＝０．５ 时， 由于增加了加密算法， 此时协议 ＬＡＣＨＳ 只 运 行 了 约 ５００“ 回 合 ”。 同 时 ， 观 察 协 议 ＬＡＣＨＳ 的 曲 线 可 以 看 到： 在初始阶段， 曲线很陡， 说明网络此时采用的是集中式的分 簇算法， 因而能量消耗巨大， 节点迅速死亡； 当存活节点个数降 到 ３０ 左 右时， 曲线明显缓和下降， 说明此时网络采取 的 是 分 布 式的分簇算法。
巩九洲， 黎玉琴， 李艳霞 （西北师范大学数学与信息科学学院， 甘肃 兰州 ７３００７０） 摘 要： 介绍了分布式发布 ／ 订阅系统原型， 设计了移动环境下发布 ／ 订阅系统的基本结构和服务器模型， 提出了移动计
算的要求， 给出了移动环境下的关键问题及其解决办法， 最后提出了需要进一步讨论的问题。 关键词： 发布订阅系统； 移动计算； 模型； 客户端
每个数据包大小 ２０００ｂｉｔｓ Ｎ＝１００、Ｍ＝１００ 时， ｋ 取 ５ Ｎ＝２００、Ｍ＝１００ 时， ｋ 取 ７
试验一： 采用不同的网络拓扑结构， 比较此时节点的存活 情况。
ｃ＝０．５ 时 ， 由 于 增 加 了 加 密 算 法 ， 此 时 协 议 ＬＡＣＨＳ 只 运 行 了 约 ７１０“回合”。与图 １（ａ）相 比 ， 说 明 当 网 络 内 节 点 部 署 密 集 时 ， 分 层算法能有效节省网络的能量， 此时协议 ＬＥＡＣＨ 的运行“回 合 ”由 ５００ 增加到了 ７５０。
图 １ 发布 ／ 订阅系统原型
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ） Ｎ＝２００
图 ２ 一“回合”节点的平均能耗
观察图 ２（ａ）和图 ２（ｂ）， 我们都可以得出以下结论： ⑴ 协议 ＬＡＣＨＳ 更节能。 ⑵ 实施安全机制后， 协议的能耗将增大。 ⑶ 当网络部署密集时， 节约能耗更明显。 对比图 ２（ａ）、（ｂ）： ① 当 Ｍ＝５０， Ｎ＝１００ 时， ＬＡＣＨＳ（ ｃ＝０） 节约能耗比为：
１ 发布 ／ 订阅系统
Ｐ／Ｓ 系统原型（ 如 图 １） 包 括 三 个 实 体 ： 发 布 者 、订 阅 者 和 信 息代理。订阅者发送订阅条件给信息代理， 告知订阅者感兴趣 的信息， 信息代理根据订阅条件筛选所有输入的信息， 并把订 阅者感兴趣的信息发送给它。Ｐ／Ｓ 系统提供了以订阅条件形式 访问信息的统一访问通路 ， 它与信息在网络的位置无关［３］。
在 图 １（ｂ）中 ， 网 络 结 构 为 Ｎ＝２００， Ｍ＝５０， 此 时 网 络 内 节 点 更 加 密 集 ， 协 议 ＬＥＡＣＨ 运 行 了 约 ７５０“ 回 合 ”、协 议 ＬＡＣＨＳ 在 不 加 入 安 全 机 制 时（ 即 取 ｃ＝０） 大 约 可 运 行 １１００“ 回 合 ”。 而 当
（０．０００４－ ０．０００３４）／０．０００４＝１５％ ② 当 Ｍ＝５０， Ｎ＝２００ 时， ＬＡＣＨＳ（ ｃ＝０） 节约能耗比为：
（０．０００３１－ ０．０００２６）／０．０００３１＝１６．１％ ③ 当 Ｍ＝１００， Ｎ＝１００， ＬＡＣＨＳ（ ｃ＝０） 节约能耗比为：
（０．０００６１－ ０．０００５９）／０．０００６１＝３．３％ ④ 当 Ｍ＝１００， Ｎ＝２００， ＬＡＣＨＳ（ ｃ＝０） 节约能耗比为：
０ 引言
发 布 ／ 订 阅（ Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ， 简 称 Ｐ／Ｓ） 是 一 种 基 于 事 件 的通信范型， 在时间、空间和控制流（ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｌｏｗ）上是解耦的［１］， 提 供 了 异 步 、匿 名 和 一 对 多 通 信 的 模 式 。
近年来， 很 多 人 开 始 研 究 将 Ｐ／Ｓ 系 统 扩 展 到 移 动 环 境 中 ， 以支持移动环境下的应用。移动可以大致分为两类， 分别称为 物理移动和逻辑移动［２］。物理移动下的应用指运行在便携式 计 算 机 、ＰＤＡ、蜂 窝 电 话 等 移 动 主 机 上 的 应 用 ， 随 着 主 机 的 移 动 ， 应用通过 Ｐ／Ｓ 系统从不同的位置访问网络。逻辑移动下的应用 指使用某种形式的“移动代码”（ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｄｅ）技术自动从一个主 机迁移到另一个主机的应用， 在其生命周期内， 这些应用可能 会在多台主机上 执 行 ， 在 任 何 主 机 上 都 可 能 访 问 Ｐ／Ｓ 系 统 。 我 们主要关心 Ｐ／Ｓ 系统支持物理移动应用的相关技术问题。原因 在于这类移动是随着人的移动而发生的， 是一种“可控的移动”。
１ 无线传感器网络各层面临的安全问题
无线传感器网络遭受的主要威胁如表 １ 所示。
表 １ 无线传感器网络遭受的主要威胁［１， ２］
网络层次
遭受的主要威胁
物理层
通信干扰 ／ 物理破坏
数据链路层
空闲侦听 ／ 碰撞攻击 ／ 耗尽攻击 ／ 串音问题
网络层 传输层
欺骗、篡改 ／ 选择转发 ／ 泛洪攻击 ／ 黑洞攻击 ／ 冒名攻击 ／ 汇聚节点攻击
·８·
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｒａ Ｎｏ． １０ ２００８
一种适用于无线传感网络的安全路由协议设计
蓝炳伟 （赤坎区海关楼海军 ９２０５７ 部队 ３＃ ， 广东 湛江 ５２４０３７）
摘 要： 设计了一种适用于无线传感网络的安全路由协议。该协议的设计优先考虑了能耗问题， 将传统的分层协议加以 改进， 通过采用动态选取分簇算法，“睡眠”数据发送机制以及引入“元数据”等措施以降低网络能耗。实验表明 ， 所设计的 协议能够有效延长网络生命周期， 并且能给网络提供一定的安全保障。 关键词： 无线传感器网络； 路由协议； 安全机制； 分簇
协议 ＬＡＣＨＳ 将传统的分层协议加以改进， 根据网络当前 的剩余能量， 设计了两种分簇算法， 即 集中式和分布式、自 协 商 的 分 簇 算 法［３］， 有 效 延 长 了 网 络 的 生 命 周 期 ， 同 时 协 议 ＬＡＣＨＳ 将数据传 输过程按照时间分为不同的“回合”， 每个“回合 ”包 括 簇建立阶段和数据传输阶段。 ２．１ 簇建立阶段
计算机时代 ２００８ 年 第 １０ 期
·９·
３ 协议 ＬＡＣＨＳ 的模拟实验
表 ２ 实验参数表
电子器件能量消耗 Ｅｅｌｅｃ＝５０ｎＪ／ｂｉｔ 发送功率放大器能耗 εａｍｐ＝１０ｐＪ／ｂｉｔ／ｍ２
节点初始能量 Ｅｉｎｉｔｉａｌ＝０．２５Ｊ Ｎ＝１００、Ｍ＝５０ 时， ｋ 取 ３ Ｎ＝２００、Ｍ＝５０ 时， ｋ 取 ４