安全定位與時鐘同步技術(shù)

發(fā)布時間:2012/4/2 13:48:08 訪問次數(shù):1182

    在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點信息對 BUF16821BIPWPR傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測活動至關(guān)重要，其中，節(jié)點的位置信息對多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的有效性起著關(guān)鍵作用。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多數(shù)應(yīng)用中，監(jiān)測到事件之后關(guān)心的一個重要問題就是該事件發(fā)生的位置（如森林火災(zāi)的現(xiàn)場位置、戰(zhàn)場上敵方車輛運動的區(qū)域、天然氣管道泄漏的具體地點等）。傳感器網(wǎng)絡(luò)必須依賴節(jié)點位置建立網(wǎng)絡(luò)的空間關(guān)系，并依此報告監(jiān)測事件，這是進一步采取措施和做出決策的基礎(chǔ)。如前所述，定位信息除了用來報告事件發(fā)生的地點外，還能夠用于目標跟蹤，實時監(jiān)視目標的行動路線，預(yù)測目標的前進軌跡；節(jié)點的位置信息也是提供位置協(xié)助路由等網(wǎng)絡(luò)功能的重要基礎(chǔ)。即便如此，傳感器網(wǎng)絡(luò)的開放性和無人看護性使節(jié)點的定位過程極易受到來自惡意節(jié)點的攻擊。
    目前大多數(shù)定位算法均假設(shè)網(wǎng)絡(luò)運行在可信賴環(huán)境中，很少研究存在惡意攻擊時節(jié)點的定位算法。當無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域時，用于定位的信標節(jié)點在被俘獲的情況下有可能報告虛假的位置信息，或者用于定位的參數(shù)（節(jié)點間的距離、跳數(shù)等）有可能被干擾，以上兩種情況都將降低節(jié)點定位精度，甚至不能實現(xiàn)定位。
    在已有的定位算法中，定位系統(tǒng)本身并不提供身份認證和加密機制來驗證節(jié)點的合法性。對于無需測距的算法，如果在節(jié)點定位的過程中外部惡意節(jié)點偽裝成信標節(jié)點，或者信標點之間的通信鏈路受到惡意節(jié)點的破壞，其結(jié)果勢必會對節(jié)點的定位精度產(chǎn)生很大的影響。偽裝成信標節(jié)點的惡意攻擊叫偽裝攻擊。偽裝攻擊是指在定位算法進行定位的過程中，由于節(jié)點之間主要以廣播的方式進行通信，因此外部惡意節(jié)點可以偽裝成網(wǎng)絡(luò)中的錨節(jié)點，向網(wǎng)絡(luò)中廣播偽造的位置消息。未知節(jié)點在收到偽造的位置消息后，就會產(chǎn)生錯誤的定位估計（位誤差擴大或者減�。�。對于這種安全威脅，往往采用的措施是在定位算法中引入加密和認證的機制，對所有接收的消息進行認證，通過認證的消息則接收，沒有的則直接丟棄。原有的APIT定位方法就可通過加入信標節(jié)焦身份驗證和加密方法增加安全性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，不同的節(jié)點都有自己的本地時鐘。由于不同節(jié)點的硬件條件不盡相同，以及溫度變化和電磁波干擾等，即使在某個時刻所有節(jié)點都達到了時間同步，也會由于種種因素的干擾使事件逐漸產(chǎn)生偏差，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同工作則需要節(jié)點間的時間同步。如前所述，時間同步涉及物理時間和邏輯時間兩個不同的概念。物理時間表示和類社會相同的絕對時間；邏輯時間表示事件發(fā)生的順序關(guān)系，是一個相對概念。通常一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要一個表示整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時間的全局時間，全局時間可以根據(jù)需要使用物理時間或邏輯時間。時間同步算法中有的已達到了微秒級的同步精度，但這些算法都未考慮安全性問題。
    目前對時間同步的攻擊主要有兩類，同時也闡述了其安全解決方案。

    在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點信息對 BUF16821BIPWPR傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測活動至關(guān)重要，其中，節(jié)點的位置信息對多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的有效性起著關(guān)鍵作用。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多數(shù)應(yīng)用中，監(jiān)測到事件之后關(guān)心的一個重要問題就是該事件發(fā)生的位置（如森林火災(zāi)的現(xiàn)場位置、戰(zhàn)場上敵方車輛運動的區(qū)域、天然氣管道泄漏的具體地點等）。傳感器網(wǎng)絡(luò)必須依賴節(jié)點位置建立網(wǎng)絡(luò)的空間關(guān)系，并依此報告監(jiān)測事件，這是進一步采取措施和做出決策的基礎(chǔ)。如前所述，定位信息除了用來報告事件發(fā)生的地點外，還能夠用于目標跟蹤，實時監(jiān)視目標的行動路線，預(yù)測目標的前進軌跡；節(jié)點的位置信息也是提供位置協(xié)助路由等網(wǎng)絡(luò)功能的重要基礎(chǔ)。即便如此，傳感器網(wǎng)絡(luò)的開放性和無人看護性使節(jié)點的定位過程極易受到來自惡意節(jié)點的攻擊。
    目前大多數(shù)定位算法均假設(shè)網(wǎng)絡(luò)運行在可信賴環(huán)境中，很少研究存在惡意攻擊時節(jié)點的定位算法。當無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域時，用于定位的信標節(jié)點在被俘獲的情況下有可能報告虛假的位置信息，或者用于定位的參數(shù)（節(jié)點間的距離、跳數(shù)等）有可能被干擾，以上兩種情況都將降低節(jié)點定位精度，甚至不能實現(xiàn)定位。
    在已有的定位算法中，定位系統(tǒng)本身并不提供身份認證和加密機制來驗證節(jié)點的合法性。對于無需測距的算法，如果在節(jié)點定位的過程中外部惡意節(jié)點偽裝成信標節(jié)點，或者信標點之間的通信鏈路受到惡意節(jié)點的破壞，其結(jié)果勢必會對節(jié)點的定位精度產(chǎn)生很大的影響。偽裝成信標節(jié)點的惡意攻擊叫偽裝攻擊。偽裝攻擊是指在定位算法進行定位的過程中，由于節(jié)點之間主要以廣播的方式進行通信，因此外部惡意節(jié)點可以偽裝成網(wǎng)絡(luò)中的錨節(jié)點，向網(wǎng)絡(luò)中廣播偽造的位置消息。未知節(jié)點在收到偽造的位置消息后，就會產(chǎn)生錯誤的定位估計（位誤差擴大或者減�。τ谶@種安全威脅，往往采用的措施是在定位算法中引入加密和認證的機制，對所有接收的消息進行認證，通過認證的消息則接收，沒有的則直接丟棄。原有的APIT定位方法就可通過加入信標節(jié)焦身份驗證和加密方法增加安全性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，不同的節(jié)點都有自己的本地時鐘。由于不同節(jié)點的硬件條件不盡相同，以及溫度變化和電磁波干擾等，即使在某個時刻所有節(jié)點都達到了時間同步，也會由于種種因素的干擾使事件逐漸產(chǎn)生偏差，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同工作則需要節(jié)點間的時間同步。如前所述，時間同步涉及物理時間和邏輯時間兩個不同的概念。物理時間表示和類社會相同的絕對時間；邏輯時間表示事件發(fā)生的順序關(guān)系，是一個相對概念。通常一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要一個表示整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時間的全局時間，全局時間可以根據(jù)需要使用物理時間或邏輯時間。時間同步算法中有的已達到了微秒級的同步精度，但這些算法都未考慮安全性問題。
    目前對時間同步的攻擊主要有兩類，同時也闡述了其安全解決方案。

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相關(guān)技術(shù)資料: 4-2安全定位與時鐘同步技術(shù)

相關(guān)IC型號: BUF16821BIPWPR; BUF11702; BUF11702PWP; BUF11702PWPR; BUF11702PWPRG4; BUF11704; BUF11704AIPWP; BUF12800AIPWP

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