Security in Ad-hoc and Sensor Networks(专门与传感器网络的安全/会议录) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Claude

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:440.7

装帧:

isbn号码:9783540243960

丛书系列:

图书标签:

传感器网络
安全
无线通信
Ad-hoc网络
网络安全
数据安全
隐私保护
移动安全
分布式系统
安全协议

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具体描述

Ad hoc and sensor networks are making their way from research to real-world deployments. Body and personal-area networks, intelligent homes, environmental monitoring or inter-vehicle communications: there is almost nothing left that is not going to be smart and networked. While a great amount of research has been devoted to the pure networking aspects, ad hoc and sensor networks will not be successfully deployed if security, dependability, and privacy issues are not addressed adequately.

As the first book devoted to the topic, this volume constitutes the thoroughly refereed post-proceedings of the First European Workshop on Security in Ad-hoc and Sensor Networks, ESAS, 2004, held in Heidelberg, Germany in August 2004. The 17 revised full papers were carefully reviewed and selected from 55 submissions. Among the key topics addressed are key distribution and management, authentication, energy-aware cryptographic primitives, anonymity and pseudonymity, secure diffusion, secure peer-to-peer overlays, and RFIDs.

Ad-hoc 与传感器网络中的安全挑战与应对之道一、网络安全的新疆域：Ad-hoc 与传感器网络的崛起在信息爆炸的时代，我们所处的网络环境日益复杂且多元。除了传统的固定基础设施网络，Ad-hoc 网络和传感器网络作为两种新兴的网络形态，正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。Ad-hoc 网络，顾名思义，是一种无需固定基础设施、设备之间能够直接通信的网络。它灵活、自组织、易于部署，在军事通信、野外救援、临时会议等场景中展现出巨大的应用潜力。而传感器网络，则是由大量分布在特定区域的传感器节点组成的无线网络，能够感知、收集并传输环境信息。从环境监测、工业自动化到智能家居、医疗健康，传感器网络的广泛应用正在构建一个高度互联的“万物互联”世界。然而，这些新兴网络形式在带来便利与效率的同时，也伴随着一系列严峻的安全挑战。与传统网络相比，Ad-hoc 和传感器网络在网络拓扑、节点能力、通信环境等方面存在显著差异，这些差异使得传统的安全机制难以直接应用，甚至可能失效。因此，深入理解这些网络的特性，并在此基础上研究和设计针对性的安全解决方案，已成为网络安全领域不可忽视的重要课题。二、 Ad-hoc 网络的安全困境：脆弱的自组织与动态拓扑 Ad-hoc 网络的核心特性在于其自组织性和动态拓扑。节点无需中心控制器，可以动态地加入或离开网络，并且通信路径会随着节点移动而不断变化。这种高度的灵活性固然是其优势，但也为安全带来了极大的挑战：缺乏中心管理与信任基础薄弱：传统网络通常依赖中心化的认证和授权机制来管理节点和资源。而在 Ad-hoc 网络中，缺乏一个可信的中心节点，使得建立可靠的身份认证和访问控制机制变得困难。节点之间的信任关系难以建立和维护，容易受到恶意节点的欺骗和攻击。易受主动攻击：攻击者可以轻易地扮演合法节点的角色，窃听通信内容、插入恶意数据、拒绝服务，甚至发起“黑色홀”（black hole）攻击，将流量引向自身并丢弃，导致网络中断。“蠕虫”（worm）和“病毒”（virus）等恶意软件也可能在缺乏有效边界防护的 Ad-hoc 网络中迅速传播。资源受限的节点： Ad-hoc 网络中的许多节点，尤其是传感器节点，其计算能力、存储空间和能源都非常有限。这使得部署复杂的加密算法、防火墙等传统安全措施变得不切实际，需要寻找轻量级、高效的安全解决方案。物理安全隐患： Ad-hoc 网络节点往往部署在开放或易于访问的环境中，容易遭受物理攻击，如篡改、盗窃或破坏。一旦一个节点被攻陷，可能危及整个网络的安全。路由攻击的脆弱性： Ad-hoc 网络依赖分布式路由协议来发现和维护节点间的通信路径。这些路由协议容易受到攻击者的干扰，例如“虚假路由”（false routing）攻击，诱导数据包绕行或进入攻击者控制的路径，从而窃听或丢弃数据。三、传感器网络的安全鸿沟：低功耗、海量节点与环境感知传感器网络的应用场景更加广泛，其固有的特性也带来了独特的安全挑战：海量节点与规模效应：传感器网络通常部署数以千计甚至百万计的节点，使得对每个节点的安全管理和审计变得异常困难。攻击者可能只需要攻陷少数节点，就能对整个网络造成严重破坏。低功耗与节能需求：传感器节点的供电能力有限，许多节点需要依靠电池供电，并且其寿命需要尽可能长。运行复杂的加密算法或频繁的网络通信会迅速消耗电池能量，影响节点的正常工作。因此，安全解决方案必须在安全性与能耗之间取得平衡。数据完整性与保密性：传感器网络收集的数据往往具有时效性和敏感性，例如环境监测数据、医疗数据等。数据的完整性确保了数据的真实性和准确性，而保密性则保护了敏感信息不被泄露。然而，在未经加密的通信环境中，这些数据很容易在传输过程中被窃听或篡改。节点发现与安全接入：在一个由大量未知节点组成的传感器网络中，如何安全地发现和接入新的节点，并验证其身份，是一个关键问题。缺乏有效的身份验证机制，恶意节点很容易伪装成合法节点加入网络，伺机发动攻击。传感器数据伪造与欺骗：攻击者可以通过向传感器节点注入虚假数据，或直接控制传感器节点，来伪造和传播错误的环境信息。这可能导致错误的决策，例如错误的预警、无效的控制指令等，造成严重的后果。覆盖攻击与拒绝服务：攻击者可以通过向传感器节点发送大量无效请求，或者针对节点通信链路发起干扰，来耗尽节点的资源或阻塞通信，导致传感器网络无法正常工作。四、跨越安全鸿沟的探索：策略、技术与融合面对 Ad-hoc 和传感器网络特有的安全挑战，研究人员和工程师们正积极探索各种策略和技术，力求构建一个安全可靠的网络环境。这些探索可以大致归纳为以下几个方面：轻量级加密与认证机制：针对资源受限的节点，研究人员开发了多种轻量级加密算法和认证协议，在保证一定安全性的同时，最大程度地降低计算和通信开销。例如，基于对称加密的方案、基于预共享密钥的认证以及基于身份的加密（Identity-based Encryption, IBE）等，都为 Ad-hoc 和传感器网络提供了可能的安全基础。分布式安全管理与信任模型：引入基于分布式信任模型的安全管理方法，替代传统的中心化管理。通过建立节点间的局部信任关系，并利用声誉系统、基于评分的信任评估等机制，来识别和隔离恶意节点。分布式密钥管理、分布式入侵检测系统等也是重要的研究方向。入侵检测与防御系统：开发适用于 Ad-hoc 和传感器网络的分布式入侵检测系统（Distributed Intrusion Detection System, DIDS）。通过在节点上部署轻量级的检测模块，实时监控网络流量和节点行为，及时发现异常并触发防御机制。例如，基于行为模式分析、数据包特征分析等方法。安全路由协议设计：针对 Ad-hoc 网络路由攻击的脆弱性，设计更具鲁棒性的安全路由协议。例如，通过对路由信息进行加密和验证，引入安全探测机制，或者采用基于多路径路由等策略，来提高路由的可靠性和抗攻击能力。物理安全与篡改防护：针对传感器节点的物理安全问题，研究在硬件层面集成安全模块，如安全芯片、篡改防护机制等。同时，利用冗余部署、网络拓扑设计等方法，降低单点故障和物理攻击的风险。基于硬件的安全增强：利用硬件安全模块（Hardware Security Module, HSM）或可信平台模块（Trusted Platform Module, TPM）来增强节点的安全性，提供安全的密钥存储、加密运算和身份验证功能。安全通信协议的优化：对现有的通信协议（如 MAC 层协议、网络层协议）进行安全增强，例如在数据传输过程中加入安全校验、数据完整性检查等。融合多项安全技术： Ad-hoc 和传感器网络的安全并非单一技术能够解决，需要将多种安全技术进行有机融合。例如，结合轻量级加密、分布式信任管理、入侵检测以及安全路由等，构建一个多层次、全方位的安全防护体系。安全策略与标准制定：随着 Ad-hoc 和传感器网络的广泛应用，制定相关的安全标准和最佳实践也变得越来越重要。这将有助于规范网络的设计、部署和管理，提高整体的安全水平。五、未来展望：迈向更安全、更可信的网络未来 Ad-hoc 和传感器网络作为未来网络的重要组成部分，其安全性的发展直接关系到其应用前景和用户信任。尽管面临诸多挑战，但随着研究的深入和技术的进步，我们有理由相信，通过不断创新和优化，Ad-hoc 和传感器网络的安全防护能力将得到显著提升。未来的研究将更加注重：智能化与自适应安全：利用机器学习和人工智能技术，实现网络安全的主动感知、智能分析和自适应防御，能够快速响应未知威胁。隐私保护的增强：在保障网络功能的同时，更加关注用户数据的隐私保护，设计更有效的隐私增强技术。跨域安全与互联互通：随着不同类型网络之间的融合，研究跨域安全机制，确保不同网络之间的安全通信和数据交换。能源效率与安全性的平衡：持续优化安全算法和协议，最大限度地降低能耗，延长传感器节点的寿命。标准化与产业协作：加强行业内的合作与交流，推动安全标准的制定和实施，形成安全可信的产业生态。 Ad-hoc 和传感器网络的安全是一个持续演进的领域，需要我们不断投入研究和创新，共同构建一个更加安全、可靠、可信的网络未来。

作者简介

目录信息

New Research Challenges for the Security of Ad Hoc and Sensor Networks
Public Key Cryptography in Sensor Networks--Revisited
Exploring Message Authentication in Sensor Networks
Secure Initialization in Single-Hop Radio Networks
Some Methods for Privacy in RFID Communication
Ring Signature Schemes for General Ad-Hoc Access Structures
Linking Ad Hoc Charging Schemes to AAAC Architectures
Blind Spontaneous Anonymous Group Signatures for Ad Hoc Groups
Security for Interactions in Pervasive Networks: Applicability of Recommendation Systems
Pseudonym Generation Scheme for Ad-Hoc Group Communication Based on IDH
Secure Overlay for Service Centric Wireless Sensor Networks
IKE in Ad Hoc IP Networking
Advanced Detection of Selfish or Malicious Nodes in Ad Hoc Networks
A Security Architecture for Mobile Wireless Sensor Networks
Securely Propagating Authentication in an Ensemble of Personal Devices Using Single Sign-on
Key Management in Wireless Sensor Networks
SDD:Secure Distributed Diffusion Protocol for Sensor Networks
Secure AES Hardware Module for Resource Constrained Devices
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