無線傳感器網絡入侵檢測系統(tǒng)

摘要 無線傳感器網絡與傳統(tǒng)網絡存在較大差異，傳統(tǒng)入侵檢測技術不能有效地應用于無線傳感器網絡。文中分析了無線傳感器網絡面臨的安全威脅；總結了現有的無線傳感器網絡入侵檢測方案；在綜合現有無線傳感器網絡入侵檢測方法的基礎上，提出了一種分等級的入侵檢測系統(tǒng)，該入侵檢測體系結構通過減少錯報能檢測到大多數的安全威脅。
關鍵詞 無線傳感器網絡；入侵檢測；網絡安全

隨著傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術的迅速發(fā)展，無線傳感器網絡應運而生，且發(fā)展迅速。其可應用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健、家居、商業(yè)、工業(yè)等眾多領域，應用前景廣闊。由于無線傳感器網絡多配置在惡劣環(huán)境中，加之本身固有的脆弱性，使得無線傳感器網絡的安全問題引起人們的關注。

1 無線傳感器網絡的安全威脅
無線傳感器網絡(WSN)易受各種安全威脅，許多文獻勻有描述。文獻將WSN的攻擊按照不同層次分類，如表1所示。

目前許多文獻提出了用于Ad hoc網絡的入侵檢測技術，但它們并不適用于無線傳感器網絡，因為無線傳感器網絡的節(jié)點資源有限。針對WSN的入侵檢測方法研究如下：
Onat等人提出的分布式異常檢測架構入侵檢測方案。Strikos提出本地檢測代理(Local Detection Agent)結構入侵檢測方案。Yu等人提出了一種基于檢測點的多跳確認方案，檢測選擇轉發(fā)攻擊所導致的異常丟包。Ngai等人提出一種3層的入侵檢測結構方案。Raiasegarar等人提出了一種基于數據挖掘的分布式異常檢測方案，該方案采用基站、父節(jié)點、子節(jié)點3層架構。Su等人提出了一種分簇式的能量節(jié)省入侵檢測方案。Loo等人提出了一種基于聚類的入侵檢測算法，可用于檢測路由異常。Zeng等人提出了基于免疫機理的入侵檢測算法。Doumit等人提出了基于自組織臨界程度(Self-organized Criticality，SOC)和隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model，HMM)的入侵檢測算法，屬于異常檢測。Agah等人將博弈論中的非合作模型引入到無線傳感器網絡的入侵檢測問題中，并提出了一種新的解決方案。V．Bhuse和A．Gupta在文獻中描述了一個基于異常檢測的入侵檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在多層檢測體系中更健壯。在他們的方法中，都試圖在物理層、鏈路層、網絡層和應用層檢測入侵行為。Da Silva等人提出了一個人侵檢測算法，并將其分割成3個階段。第一階段是數據獲取階段，監(jiān)控節(jié)點處于混雜模式進行監(jiān)聽，并利用傳感器節(jié)點的內存存儲所需信息。該作者定義了一系列的規(guī)則，這些規(guī)則應用到第二階段中存儲的數據。如果消息不滿足這些規(guī)則，則增加一個失敗的計數。最后，在第三階段中，將失敗的計數與閾值進行對比，如果失敗數大于閾值，則產生一個告警。Li，He和Fu提出了一個基于組的異常檢測入侵檢測系統(tǒng)。其使用Deha分組算法，將網絡分割成幾組，然后在每個組上運行他們的檢測算法。
但這些方法都有其各自的優(yōu)點與不足。文中重點研究了文獻的方法，并加以改進，提出了方案。

2 入侵檢測系統(tǒng)
文中提出了一個分等級的入侵檢測系統(tǒng)，體系結構共他4層，運用的是基于規(guī)則的檢測技術。