Dvances inom trådlös kommunikation och elektronik har gjort det möjligt att utveckla lågkostnads-, lågeffekts-, multifunktionella sensornoder. Dessa små sensornoder, som består av avkänning, databehandling och kommunikationskomponenter, gör det möjligt att distribuera trådlösa sensornätverk (WSN), vilket utgör en betydande förbättring jämfört med traditionella trådbundna sensornätverk. WSN kan i hög grad förenkla systemkonstruktion och drift, eftersom den miljö som övervakas inte kräver den kommunikations- eller energiinfrastruktur som är kopplad till trådbundna nät [1]. WSN förväntas vara lösningar för många tillämpningar, såsom att upptäcka och spåra passagen av trupper och stridsvagnar på ett slagfält, övervaka miljöföroreningar, mäta trafikflöden på vägar och spåra lokaliseringen av personal i en byggnad. Många sensornätverk har uppdragskritiska uppgifter och kräver därför att säkerhet beaktas [2, 3]. Felaktig användning av information eller användning av förfalskad information kan orsaka oönskade informationsläckage och ge felaktiga resultat. Vissa aspekter av WSN liknar traditionella trådlösa ad hoc-nätverk, men det finns viktiga skillnader som i hög grad påverkar hur säkerheten uppnås. Skillnaderna mellan sensornätverk och ad hoc-nätverk är [4]: • Antalet sensornoder i ett sensornätverk kan vara flera storleksordningar högre än noderna i ett ad hoc-nätverk. • Sensornoder är tätt utplacerade. • Sensorn noder är benägna att misslyckas på grund av hårda miljöer och energi begränsningar. • Topologin för ett sensornätverk ändras mycket ofta på grund av fel eller rörlighet. • Sensornoder är begränsade i beräkning, minne och kraftresurser. • Sensornoder kanske inte har global identifiering. Dessa skillnader påverkar i hög grad hur säkra system för dataöverföring genomförs i WSN. Till exempel gör användningen av radioöverföring, tillsammans med begränsningarna av liten storlek, låg kostnad och begränsad energi, WSNs mer mottagliga för överbelastningsattacker [5]. Avancerade tekniker mot jamming, såsom frekvenshoppningsspridningsspektrum och fysiskt manipuleringssäkerande av noder, är i allmänhet omöjliga i ett sensornätverk på grund av kraven på större konstruktionskomplexitet och högre energiförbrukning [5]. Dessutom, den begränsade energi och processkraft noder gör användningen av offentliga nyckel kryptografi nästan omöjligt. Medan A YONG WANG, GARHAN ATTEBURY, OCH BYRAV RAMAMY UNIVERSITET NEBRASKA-LINCOLN Trådlösa Sensor Networks (WSN) används i många tillämpningar i militära, ekologiska och hälsorelaterade områden. Dessa tillämpningar inkluderar ofta övervakning av känslig information såsom fiendens rörelse på slagfältet eller placeringen av personal i en byggnad. Säkerhet är därför viktigt i WSN. Men WSNs lider av många begränsningar, inklusive låg beräkningsförmåga, litet minne, begränsade energiresurser, känslighet för fysisk avskiljning och användning av osäkra trådlösa kommunikationskanaler. Dessa begränsningar gör säkerheten i WSNs till en utmaning. I den här artikeln presenterar vi en undersökning av säkerhetsfrågor i WSN. Först beskriver vi begränsningarna, säkerhetskraven och attackerna med motsvarande motåtgärder i WSN. Därefter presenterar vi en helhetssyn på säkerhetsfrågor. Dessa frågor är indelade i fem kategorier: kryptografi, nyckelhantering, säker routing, säker dataaggregation och intrångsdetektering. Längs vägen belyser vi fördelarna och nackdelarna med olika WSN säkerhetsprotokoll och ytterligare jämföra och utvärdera dessa protokoll baserat på var och en av dessa fem kategorier. Vi pekar också på de öppna forskningsfrågorna inom varje delområde och avslutar med eventuella framtida forskningsinriktningar på säkerhet i WSN. Förutom nyckeldistribution måste säkra routingprotokoll övervägas. Dessa protokoll handlar om hur en nod skickar meddelanden till andra noder eller en basstation. En viktig utmaning är autentiserad sändning. Befintliga autentiserade sändningsmetoder förlitar sig ofta på öppen nyckel kryptografi och inkluderar höga beräkningar overhead gör dem ogenomförbara i WSNs. Säkra routing protokoll som föreslås för användning i WSNs, såsom SINS [8], måste ta hänsyn till dessa faktorer. Dessutom leder begränsningen på energi i WSNs till önskan om dataaggregation. Denna aggregering av sensordata måste vara säker för att säkerställa informationens integritet och sekretess [9, 10]. Även om detta är möjligt genom kryptografi, måste ett aggregeringssystem ta hänsyn till begränsningarna i WSN och de unika egenskaperna hos kryptografi- och routingsystemen. Det är också önskvärt att säkra protokoll för sammanläggning av data är flexibla, vilket möjliggör lägre säkerhetsnivåer för mindre viktiga data, vilket sparar energi, och möjliggör högre säkerhetsnivåer för känsligare data och därmed förbrukar mer energi. Som med alla nätverk, är medvetenhet om komprometterade noder och attacker önskvärt. Många säkerhetssystem ger garantier för att data förblir intakta och kommunikation inte påverkas så länge färre noder än t äventyras [11]. Förmågan hos en nod eller basstation att upptäcka när andra noder äventyras gör det möjligt för dem att vidta åtgärder, antingen ignorera kompromissade data eller konfigurera nätverket för att eliminera hotet. Resten av denna artikel behandlar de ovan nämnda områdena mer i detalj och tar upp hur de alla är skyldiga att bilda ett komplett säkerhetssystem för WSN. Några få befintliga undersökningar om säkerhetsfrågor i ad hoc-nätverk finns i [12] [13] [14], men endast små delar av dessa undersökningar är inriktade på WSN. En nyligen publicerad undersökningsartikel om säkerhetsfrågor i mobila ad hoc-nät innehöll också en översikt över säkerhetsfrågor i WSN [15]. Men artikeln diskuterade inte problem med kryptografi och intrångsdetektering. Dessutom innehöll den endast en liten del av den tillgängliga litteraturen om säkerhet i WSN. Resten av denna artikel är organiserad enligt följande. Bakgrundsinformation om WSN presenteras, följt av en diskussion om attacker i de olika nätverksskikten av sensornätverk. Sedan fokuserar vi på valet av kryptografi i WSN:er, nyckelhantering, säkra routingsystem, säker dataaggregation och intrångsdetekteringssystem. Vi diskuterar framtida forskningsanvisningar om säkerhet i WSN:er och avslutar sedan artikeln.
En taxonomi av viktiga förvaltningsprotokoll i WSNs beskrivs i REF.
A survey of security issues in wireless sensor networks
{'venue': 'IEEE Communications Surveys & Tutorials', 'journal': 'IEEE Communications Surveys & Tutorials', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}