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无线传感器网络的布设方法与网络优化无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布式无线传感器节点组成的网络，用于实时监测和收集物理环境中的各种信息。
通过自组织、自配置和自修复等特性，WSN在环境监测、智能交通、医疗健康等领域得到了广泛应用。
然而，由于无线通信的特殊性，WSN在布设和网络优化方面面临着许多挑战。
本文将介绍几种常用的无线传感器网络的布设方法和网络优化方法。
一、无线传感器网络的布设方法1. 部署策略部署策略是无线传感器网络布设的关键。
合理的部署策略可以提高网络的覆盖范围和数据质量。
常用的部署策略包括：（1）均匀分布法：将传感器节点均匀地分布在监测区域内，以实现全面覆盖。
这种方法简单直观，但节点之间的距离可能过远，导致能耗增加。
（2）密集部署法：在关键区域增加节点密集度，以提高数据质量和网络可靠性。
这种方法适用于对关键区域监测要求高的应用场景，但节点数量增多会增加网络的能耗和成本。
（3）随机布点法：节点的位置由随机算法决定，以增加网络的鲁棒性和抗干扰能力。
然而，随机布设可能导致某些监测区域未被覆盖或覆盖不均匀。
2. 能耗管理能耗是无线传感器网络面临的一个重要问题。
节点的能量限制和无线传输的能耗直接影响着网络的寿命和性能。
在布设无线传感器网络时，需要考虑以下几点：（1）节点位置选择：将节点部署在靠近能源供应源的地方，以便及时更换电池或利用其他能源补充电能。
（2）能量平衡：通过轮流选择工作节点，实现能量的平衡，避免某些节点过早耗尽。
（3）局部通信：节点之间通过短距离通信，减少长距离无线传输的能耗。
二、无线传感器网络的网络优化方法1. 网络拓扑控制网络拓扑控制是为了提高无线传感器网络的覆盖范围、连通性和能耗平衡等方面的性能。
常用的网络拓扑控制方法包括：（1）节点选择：选择关键位置或能量充足的节点作为主节点，负责网络中的重要任务，提高网络的效率。
（2）网络分簇：将网络分成若干个簇，每个簇由一个簇头节点负责管理和协调，减少网络通信开销。
传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案贺智明;曹谦【摘要】We present a hierarchical key preallocation scheme for multiple key space in wireless sensor network.The scheme partitions the deploying region into hexagonal grids, divides the nodes into different clusters, and partitions the key space to subsets corresponding to the clusters.The random multiple key space preallocation scheme is adopted to share the key discovery among the cluster head nodes, and a single hash computation way is used to calculate the shared key between the cluster nodes and common nodes.Performance analysis and simulation results show that the scheme has better performance improvement in connectivity and anti-capture attacks, its communication and storage overhead budget are reasonable as well.%提出一种传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案。
该方案把部署区域划分为正六边形网格，将节点分成不同的簇，密钥空间划分为与簇相对应的子集；簇头节点之间采用多密钥空间随机预分配方案进行共享密钥发现，簇头节点与普通节点间则采用单项散列计算的方式计算共享密钥。
无线传感器网络的密钥管理无线传感器网络是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统，能根据环境自主完成指定任务。
此种网络以应用为驱动，集成了成千上万的低能耗、低成本、小体积的微型传感器件。
这些微小的器件由数字硬件及软件组成，具备高度的无线互连与协同处理能力。
它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、微机电系统(MEMS)技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等等。
一、无线传感器网络安全框架——SPINSSPINS安全协议是传感器网络安全框架之一，是由Adrian Perrig等人提出的一种基本的安全协议，它建立在对称密钥体系的基础之上，包括SNEP(Secure Network Encryption Protocol ) 和€%eTESLA ( micro Timed Efficient Streaming Loss-tolerant Authentication Protocol) 两个部分。
前者用于实现点到点通信的机密性、完整性和新鲜性，后者实现网络广播消息的验证。
下面对SNEP和€%eTESLA 进行简单的介绍。
1.安全网络加密协议SNEP。
SNEP协议提供网络所需的数据机密性、认证性、完整性和新鲜性。
SNEP 本身只描述安全实施的协议过程，并不规定实际使用的算法,具体的算法在具体实现时考虑。
SNEP 协议采用预共享主密钥的安全引导模型,假设每个节点都和基站之间共享一对主密钥，其他密钥都是从主密钥衍生出来的。
SNEP 协议的各种安全机制是通过信任基站完成的。
2.基于时间的高效的容忍丢包的流认证协议€%eTESLA 协议。
SNEP协议可以较好的完成点对点的通信，但是对于广播消息的验证却有一定的困难。
因为发送方和每一个接收者都采用的不同的对称密钥，发送方无法产生多个接收方都可以验证的消息验证码。
为了实现广播消息的认证，SPINS提供€%eTESLA 协议。
无线传感器网络密钥管理的方案和协议摘要：现阶段，随着无线网络技术的发展，无线传感器网络技术被广泛应用在了各个行业中，对人们的生活产生了非常重要的影响。
对于有的领域来说，人们进去实际的勘察是不能实现的，为此，无线传感器网络被应用在了这些领域中，它能够应对一些复杂的环境。
但是，由于无线传感器网络存在一定的不安全问题，容易遭到一些外来的攻击，会把一些机密信息泄漏，因此，必须要设计无线传感器网络密钥管理的方案和协议来保证去安全性。
本文就此进行探讨，在介绍其方案的基础上，介绍了两种基本协议，以供参考。
关键词：无线传感器；网络密钥管理；方案；协议近年来，随着无线通信技术和传感器技术的发展，我国的无线传感器网络获得发展。
利用无线传感器网络能够及时的检测和采集相关地区的环境信息，监测相关的对象，并将采集的数据进行处理传给相关用户。
为此，无线传感器网络被广泛应用在了一些军事、环境检测、空间探测等领域，以帮助相关人员搜集需要的信息和数据。
一、无线传感器网络密钥管理的方案1.1 E-G 随机密钥管理的分配方案随机密钥预分配方案是由 Eschenauer 和 Gligor 最先提出的，该方案被称为E-G 方案。
在该方案中，利用无线传感器网络，会形成一个较大的的密钥池，在通信过程中，每一个传感器节点都会从密钥中选取任意的一部分作为自己的密钥环。
如果两个传感器节点之间拥有一个相同的密钥，它们就可以直接进行安全通信。
但是，在实际的密钥方案中，会设置传感器节点之间至少拥有一个相同密钥会存在一个概率值，下面是具体的密钥分发、更新和撤销过程。
G方案通过共享密钥发现协议来实现密钥的分发、更新和撤销。
首先，在密钥的分配阶段，相关人员在部署之前，会让服务器生成一个较大密钥池（密钥总数为 S）和密钥标识符，每一个传感器可以从重选取任意个不同的密钥，标记为 k （k<=S）。
其次，在选完密钥，并部署节点以后，会建立共享密钥。
如果两个相邻节点存在一个共享密钥，那么它们就可以随机选取其中的一个作为它们的配对密钥。
无线传感器网络密钥管理无线传感器网络密钥管理无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）由大量的自主感知节点组成，这些节点通过无线通信协作来实现各种任务，例如环境监测、目标追踪等。
密钥管理在无线传感器网络的安全性和可靠性方面起着关键作用。
本文将探讨无线传感器网络密钥管理的相关概念、挑战和解决方案。
一、无线传感器网络密钥管理的概念密钥管理是指在无线传感器网络中生成、分发、更新和存储密钥的一系列操作。
密钥在网络中用于身份验证、加密和解密通信数据，确保传感器节点之间的安全通信。
密钥管理的目标是实现网络的安全性、可靠性和高效性。
二、无线传感器网络密钥管理的挑战无线传感器网络密钥管理面临多项挑战。
首先，无线传感器网络中的节点资源有限，包括计算能力、存储容量和能量供应。
密钥管理方案需要设计考虑到节点资源的限制，以确保高效的操作并减少能量消耗。
其次，无线传感器网络常常面临攻击和威胁，例如节点伪装、中间人攻击等。
密钥管理方案需要具备对抗各种攻击的能力，确保网络中传输的密钥的机密性和完整性。
此外，无线传感器网络通常是分布式、动态和自组织的，节点的加入和离开频繁，网络拓扑结构不断变化，对密钥管理的实时性和灵活性提出了要求。
三、无线传感器网络密钥管理的解决方案针对无线传感器网络密钥管理的挑战，提出了一系列解决方案。
其中之一是基于对称密钥的密钥管理方案。
该方案中，网络中的每个节点共享一个对称密钥，用于加密和解密通信数据。
由于对称密钥管理相对简单快捷，适用于节点资源有限的场景。
然而，对称密钥管理要解决的问题是如何安全地分发对称密钥和更新密钥，以及如何对抗密钥泄露和损坏的威胁。
另一个解决方案是基于非对称密钥的密钥管理方案。
该方案中，网络中的每个节点拥有自己的公钥和私钥，通过公钥实现加密，私钥实现解密。
非对称密钥管理方案相对复杂，但能够提供更高的安全性。
然而，非对称密钥管理需要解决的问题是如何确保公钥的可信性和私钥的保密性，以及如何对抗密钥泄露和私钥损坏的威胁。
无线网络传感器协议书无线网络传感器协议书一、引言：无线网络传感器是一种用于数据采集和通信的设备，可以广泛应用于环境监测、物体追踪、安防监控等领域。
为了确保无线传感器网络的高效稳定运行，制定本协议。
二、目的：本协议的目的是规范无线网络传感器的通信规则，保障数据的准确可靠传输，并提高无线网络传感器的性能和安全性。
三、传输层协议：1. 无线网络传感器应采用可靠的传输层协议，如TCP或UDP。
2. 数据包长度应根据具体应用情况进行合理设置，以降低传输延迟和网络拥塞。
四、网络拓扑：1. 无线网络传感器应采用星型或网状拓扑结构，其中每个传感器节点都可以直接与周围节点通信。
2. 网络拓扑应根据具体应用场景进行合理布置，以确保传感器节点之间的通信距离和连通性。
五、通信频率和带宽：1. 通信频率应根据设备硬件的特性和实际需求进行选择，避免与其他无线设备的频率冲突。
2. 通信带宽应根据数据传输的需求进行适当设置，以确保数据的高效传输。
六、数据采集和传输：1. 传感器节点应根据预设的采样时钟对环境参数进行周期性采集。
2. 采集到的数据应经过处理和压缩，以减小数据包的大小和传输延迟。
3. 数据包应添加相应的校验码，以保证数据的完整性和准确性。
4. 数据包的传输应遵循先进先出的原则，确保数据的时序性。
七、安全性保障：1. 无线网络传感器应采用合适的加密算法，对传输的数据进行保护，防止信息被窃取和篡改。
2. 网络中的传感器节点应充分考虑身份验证和访问控制的问题，确保网络的安全性。
八、电源管理：1. 无线网络传感器应采用低功耗的设计，以延长电池寿命并减少能源的消耗。
2. 传感器节点应采用智能节能机制，根据数据采集的需求自动调整设备的工作状态。
九、故障处理：1. 传感器节点应具备自动故障检测和恢复功能，及时发现和排除故障。
2. 故障节点应能够自动重新加入网络，并通知其他节点进行相应调整。
十、协议更新和维护：1. 无线网络传感器协议应定期进行更新和维护，以适应新的技术和应用需求。
第31卷第3期2010年3月微 计 算 机 应 用M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NSVol131No13Mar12010基于秘密共享的无线传感器网络组密钥管理方案吕远方1,2(1湖南文理学院湖南 415000 2湖南大学 湖南 410082)摘要:提出了一种基于秘密共享的无线传感器网络组密钥管理方案,简称为GK M SSS。
GK MSSS在采用LE ACH协议进行网络分簇的基础上,利用秘密共享和对称密钥加密的原理,将组密钥分量分布式存储在各个组成员中,成功实现了密钥的预配置、层次密钥的生成、网络的分簇、密钥的生成与分发、密钥的更新、组新成员的加入和组成员的退出等关键过程。
通过相关分析和实验表明,在保证存储开销和通信开销在可接受范围之内的情况下,有效保障了组通信的前向保密性、后向保密性以及抗串谋攻击,且有较好的节点抗俘虏能力。
关键词:无线传感器网络 网络安全 密钥管理 秘密共享A Grou PKey M anage m en t Schem e Ba sed onSecret Shar i n g i n W SNsLV Yuanfang1,2(1Hunan University of A rts and Science,Hunan,415000,China,2Hunan University,Hunan,410082,China)Abstract:A gr ou Pkey manage ment sche me based on secret sharing in wireless sens or net w ork is p r oposed,which is called GK MSSS1 GK M SSS uses LE ACH p r ot ocol t o make the net w ork clustering1Based on the theory of secret sharing and the p rinci p le of sy mmetric key encryp ti on,the gr ou Pkey components are st ored in the vari ous gr ou P me mbers in a distributed manner1And the key p re-configured, hierarchical key generati on,the net w ork sub-clusters,key generati on and distributi on,key updates,gr ou Pof ne w me mbers j oining and me mbers of the gr ou Pexiting are successfully achieved1Thr ough correlati on analysis and experi m ents,it shows that GK MSSS effec2 tively assures the gr ou Pcommunicati on f or ward secrecy,back ward secrecy and g ood anti-p ris oner capacity of the node on conditi on that the st orage overhead and communicati on overhead is in an accep table situati on res pectively1Keywords:wireless Sens or Net w ork,net w ork security,key management,secret sharing1 引言无线传感器网络在军事、环境、医疗和商业等领域拥有着非常广阔的应用前景,而安全则是制约无线传感器网络快速普及的一个重要问题。
无线传感器网络安全路由技术综述摘要：无线传感器网络具有快速部署、抗毁性强等特点，其路由安全是无线传感器网络实现及应用的关键，本文通过对发展路线和技术分支进行梳理，加强对无线传感器网络安全路由的技术理解。
关键词：无线传感器网络；路由；安全一、无线传感器网络安全路由技术简介无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是由部署在目标监测区域内的大量低功耗、低成本、具有独立感知、数据存储、处理以及无线通信能力的无线传感器节点，通过自组织的方式形成网络，其作用是协作的采集、处理和传输无线传感器网络覆盖的区域中被感知对象的各类信息。
无线传感器网络安全一直是无线传感器网络实现及应用的关键之一，目前，传感器网络在网络协议栈的各个层次中可能受到的攻击方法和防御手段如表1所示：表1 无线传感器网络攻击方法及防御手段表由于实现无线传感器网络的安全存在诸多方面的限制，主要包括无线信道开放传输的脆弱性，连接传感器节点防护薄弱容易被攻击者捕获的脆弱性，部署环境无人看管存在着物理防护的脆弱性，节点计算、存储和能量受限不适合采用安全等级高但计算强度大的公钥密码算法等，这些因素使得无线传感器网络的安全路由成为一个具有挑战性的研究课题，吸引了国内外众多公司及各大高校对无线传感器网络安全路由技术进行大量研究，并取得了丰富成果。
本文对国内外无线传感器网络安全路由技术进行分析，以期了解无线传感器网络安全路由技术的技术情况和发展脉络。
二、无线传感器网络安全路由技术分支及发展路线根据对无线传感器网络安全路由技术相关文献的解读，确定了该技术主要的技术分支为：基于密钥管理、基于地理位置、基于安全签名、基于信任评估、基于层次结构，上述5种不同的安全路由技术构成了该技术的不同技术分支。
通过对无线传感器网络安全路由技术各个技术分支的总结与数理，可以获得无线传感器网络安全路由技术的基本发展路线：1.基于密钥管理的无线传感器网络安全路由技术对于无线传感器网络，密钥管理极其重要，因为它能够实现进一步的安全服务，如机密性、认证和完整性验证。
