1、无线传感器网络和基础地理信息的应用摘要：我们正处于行星测量、测绘、和成像领域的过渡时期。无线传感器网络是由部署在检测区域内的分布式传感器装置组成的网络，协作地监视各种条件。到目前为止,超过 100 种的物理、化学和生物学性能通过应用本地传感技术已被体现出来。随着更便宜、更小、更快、更加灵敏的原位传感器的出现,日益盛行的丰富的普遍存在计算设备、无线移动网络出现了。这些新的地球观测系统开辟了快速同化来自各种传感器数据(包括本地和远程)和准确的分析和多种多样的新途径决策。本文学习这些网络的安全问题和今后的应用前景。本文先介绍传感器网络的革命概念，并提供了一个传感器网络，综合研究传感器网络,并提出相关
2、的安全问题、威胁、风险和特点。此外,本文简要介绍了应用程序和这些网络在印度乡村的应用,这些网络为提高国内动物健康、土壤和水的质量，工厂和农作物健康提供了机会。我们研究建立传感器网络监控这些方面，以便向居民和规划者提供一套详细的信息。介绍：发展中国家面临一个利用和维护最重要资源的多方面的挑战。资源利用效率低下的原因是复杂的,他们的补救措施不直截了当。要处理的这些问题需要有一定的物理现象，我们把可以利用微电子对象称为精明的标兵。聪明哨兵就是无线传感器网络（WSN）和界面和计算机的硬件，从而创造一个深刻的认识和灵活的远程控制。他们具有一定的自我管理能力需要接线员关注小，在条件不利的地方操作也能获得可
3、靠的信息，有效的节点合作实现分布式传感的任务。相对简单的，小尺寸和可承受成本的无线传感器节点大量部署在传感任务执行的地方。无线传感器网络：传感器网络是智能化采集所需的信息的关键，无论是在建筑、公用事业、工业、家居、船舶、交通系统自动化或者其他地方。这种特点使无线传感器网络（1）在不利状况下稳固或克服节点不工作（2）能有相当高的传感速度（3）在一般的或者个人特定的不需要管理人管理网络节点的能力和（4）能实现在很长的距离内可靠并且高效的传感方法。在这篇论文中，我们将介绍无线传感器网络，讨论他们的作用，找出几个适合于发展中国家的应用领域。最近应对恐怖分子，游击战争需要的分布式网络的传感器，可以使用传
4、感器网络，如飞机、自组织能力。在这样的应用，自动布线通常是不实用的，一个传感器网络要求既快又易于安装和维护。电气与电子工程协会 1415 网络和灵敏的无线传感器网络满足了这些要求。对于传感器的噪声，令人满意的作用包括：减少安装，自己确认，自己诊断，对于和其他噪声协调具有可靠的时间意识，一些软件的作用和数字信号处理器，标准的控制制度和网络界面。到今天为止市场上已经有很多传感器制造商和网络。对于制造商来说，为市场上的每个网络制造特殊的能量转换器代价是非常高的。不同制造商制造的不同零件必须兼容。因此，在 1993 年，电气与电子工程协会和民族学院关于规格和技术对于灵敏的传感器网络的标准来说开始起作用
5、。对于电气与电子工程协会 1415，灵敏的传感器网络标准才是最终结果。这个标准的目的是使不同制造商来开发灵敏的传感器、把这些设备连接到网络简单些。一个灵敏的传感器就是除了能提供关于了解到的数量产生一个正确的表示法的重要性外，还能提供特殊的作用的传感器。包括可能的信号调节，信号处理，和起决定性的报警作用。所以，灵敏传感器的一个一般模型走进了图形领域。灵敏传感器的目的包括移动情报接近到测量的地步，使它成本有效地整合、维修分散的传感器系统，关于能量转换器、控制、计算、交流通向一个共同的目标创造一个汇合，使很多不同种类都有不间断的接口。虚拟传感器的概念通常被描述出来。事实上，一个虚拟的传感器就是一个物
6、理的传感器、转换器，关于需要的的敏感元件信息感觉信息要加上相关的信号调节和数字信号处理来获得可靠的估计。传感器网络的不足之处下面这些部分列出了传感器网络内在的不足之处，它使安全操作的设计更加复杂难懂。节点的不足之处一个典型的传感器节点处理器具有 48 百万赫兹的频率，其装置具有 4 千字节，128 千字节的闪光频率，理想上有 916 百万赫兹的无线电频率。由不同成份形成的自然传感器节点是一个附加的不足之处，它阻止了一个安全的解决办法。由于自然界的发展，传感器节点将会高度倾向于物理的故意破坏公物行为的环境发展。网络的不足之处除了节点的不足之处之外，由于缺乏物质上的基础设施和依靠不安全的无线传媒介
7、质，传感器网络中的特别的可移动网络也带来了所有的不足之处。物理上的不足之处传感器网络的自然发展在公用和敌对的环境中的许多应用使它们很容易受到占领和故意破坏公务的行为的攻击。具有防干扰材料的传感器节点物理上的安全增加了节点的成本。无线传感器网络的安全问题传感器网络的安全目标，取决于我们需要知道要保护的对象。我们把保密性，完整性，认证性，和可用性视为传感器网络的四个安全目标。保密性是其隐藏信息免受黑客攻击的能力，如此，通过传感器网络交流的信息就会保持机密。完整性是指能够确认网络上的消息是否被篡改，变动，或更换的能力。认证性是确认信息是否来源于其声称的节点和判定信息来源可靠性的需要。可用性决定着节点
8、是否可以利用资源保证网络信息的有效运转。在鲁棒性和生存力方面，传感器网络应被更加健全以抵制各种各样的安全攻击；若攻击成功，其影响应被最小化，单个节点的损害并不能使整个安全网络体系瘫痪。传感器网络攻击的安全威胁和类型由于传输介质的广播性质，无线网络很容易受到安全攻击。此外，无线传感器网络中有一个额外的弱点，就是其节点通常放置在有敌意或危险的环境中，又无有形的保护措施。1、被动信息收集拥有强大资源的对手能从传感器网络上搜集未被编码的信息。2、节点破坏捕获一个节点可能揭示其信息，包括公开密码，从而损害整个传感器网络。3、虚拟节点一个被对手恶意植入的节点除了注入恶意数据外;此虚假节点还会强劲的吸引其他
9、节点将数据发送给对手。4、节点失灵出现故障的节点会产生不准确的数据，这将危及传感器网络的完整性，尤其是当该节点是一个数据聚合节点，例如，群集领导。5、节点中断当群集领导人停止工作会出现什么状况呢？传感器网络协议应足够强大，并通过提供备用路，以减轻节点中断的影响。6、消息的腐败问题当一条消息的内容被攻击者修改，它就会损坏消息的完整性。7、流量分析即使邮件传输被传感器网络加密，它仍会留下可以通过高概率分析通信模式和传感器活动后而展示足够的信息，致使对手对传感器网络带来更多的恶意破害。8、路由环路在传感器网络中，路由环路的攻击目标是节点之间的信息交换。虚假的错误信息是在攻击者改变或者重放路由信息时形
10、成的。路由环路吸引或排斥网络流量，并增加节点到节点间的延迟时间。9、选择性转发选择性转发是影响相信网络流量的方式，这种方法被认为是凡参与网络节点都能同样的传递信息。在选择性转发攻击中，恶意的节点会单一地丢弃某些信息而非传递每个信息。一旦恶意的节点选中了目标信息，它会减少延迟时间从而欺骗邻近的节点，让其误认为这些信息路径本来就短。此种攻击的有效取决于两个因素：一是恶意节点所处的位置，二是它所舍弃的信息量。当选择性转发传少量而弃多量信息时，它就会保存强大的能量，以便强有力地迷惑邻近的节点。10、天坑攻击天坑攻击指攻击者将信息吸引到一个损坏的节点上。制造天坑的最简单方法就是把一个恶意的节点放在能吸引
11、最大信息量的位置，也就是更接近基站或有恶意节点伪装的基站。天坑攻击的一个原因就是使选择转换器更易将信息吸引到一个损坏的节点上。传感器网络本身就是信息流向基站的过程，这就使天坑的攻击更容易。11、西比尔攻击等这是节点通过伪造或窃取合法节点的身份在传感器网络创建多个私生子的身份的攻击类型。西比尔攻击，可用于对路由算法和拓扑维护，它们减少了故障的分布式储存和信息散乱分布所造成的影响。另一个恶意结果是地理线路，在此，西比尔节点可同时出现在多个地方。无线传感网络的现状和未来可能的应用智能家居或智能传感控制电器和电气设备，如此便能更好的为办公楼照明和供热。例如，五角大楼已广泛使用了传感器。生物医学可用于监
12、测病人的健康状况和生命特征，并记录异常状况。远程军事部署传感器可用于监测敌军的调兵战术。工业和商业的众多应用，如农业作物长势监测，库存跟踪，加工零件跟踪，自动化的问题报告，无线射步识别防盗和客户跟踪，工厂设备维护监控。无线传感网络在印度的现状和未来可能的应用包括上述所有的应用程序，我们可以添加更多的无线传感网络专门为印度设计相关应用程序。印度是一个完全依赖农村对口的国家；因此，如果我们想要一个发达的印度，我们首先需要清楚村里的人所面临的问题，要解决他们所面临的日常的基本问题，许多无线传感网络项目已在管道方面实施，虽然成功率很小。以下是这些基本日常问题的解决方法：（a)常识网常识网一个为资源贫乏
13、的处于半干旱地区的发展中国家而设计的无线传感网络。这个项目正在探究中，集中于设计和应用无线传感网络在发展中国家进行农业管理，尤其是对于半干旱和资源匮乏的地区。其结果强调了潜在的相关环境信息在面对高度变化情况的条件下对农业策略的改善，尤其是风险管理策略。（b）精耕农业精耕农业是这样一个术语，应用于用最新信息和科技通信技术并通过卫星云图，全球定位系统和其他方法使环境条件适于本地农业的发展。所获取的信息用来决定水，营养物质，虫害防控等的正确用量，并合理利用资源提高产量和质量。无线传感网络从根本上能提供极其详细的，空间的决定庄稼和土壤的数据而非仅通过远程云图使宽泛的信息可供利用。事实上，这两方面是互补
14、的。（c）地下水监测上世纪水浪费现象在各个方面都有上升趋势，一定程度上大量的地下水都已被利用。这已导致地下水层的大幅下降，井里水干涸也已成为普遍现象。据估计，地球上几乎 15的人都无法喝到未被污染的水。根据一些估测，将近 70的淡水用于农业，这 70的水中有 40由于蒸发等而未能被利用。在印度的乡村（绝大多数发展中国家），人，动物和植物共享水资源，如此，以上因素将与健康有关的许多问题连在一起。对水资源和土壤状况的详细监测对理解印度农村人的生活质量是至关重要的。首先考虑对生产和本地发展水平结果的影响，这种系统可收集大量的数据从而再次被用于更好理解水和其他环境特征对农业产生的作用，这样人们就可以发
15、展循环利用的方法。（d）动物保健在印度农村地区，众多人口高度依赖家养动物，而这种依赖统一于农村社区的生活方式。监测动物的健康，位置和运动可预测将会出现的事情，这些事情可能影响人体的健康。它也将阻止可能会影响动物健康的疾病的发生。在某些情况下，一些小气候条件就会增加动物感染一些特殊疾病的可能性。传感器网络的应用可以监测本地环境的微小变化从而允许我们在适当的时间采取阻止传染发生的措施。这些不仅仅让我们拯救了动物也阻止了流行病的传播。（e）监测湖泊和池塘等印度农村基本上依赖雨水，这雨水收集在池塘和河流里。放置在湖泊，池塘和河流中的无线传感器，可以不断监视他们的状况和其中的积水是如何被利用的。此外，通
16、过监测其污染水平，我们可以阻止许多流行病的发生，从而改善人民的生活。最近的传感器网络安全研究主要是建立在信任的环境，然而，在我们相信传感器网络之前还有几个研究挑战依然没有得到回答。在本文中，我们已经讨论了它的局限，威胁模型和它通过无线传感器网络的独特的安全问题。根据我们的观察，我们需要的是一个激励安全框架提供防御无线传感器网络攻击的对策，当这些安全问题被计数器测量，我们真能有一个光明的未来的无线安全网络。因为所有技术发发展都是为了人类的幸福，所以发展抗干扰技术后的第一步是要使无线技术有效的改善他们的生活。大量的人死于交通事故，所以我们决定建立一个高效、可靠的系统来克服了医疗人员到受害者浪费的时间。这是克服我们身边的由于提供帮助和医疗救助给受害者不及时而引起的不必要死亡的第一步。
