[发明专利]一种无线传感器网络中妥协节点的检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种无线传感器网络中妥协节点的检测方法，针对SEF模型数据包转发过程中妥协节点的虚构虚假数据包丢包攻击进行分析处理，提出了一种途中诱捕机制，该机制提供了诱发妥协节点犯错的机会，能够有效分化妥协节点和正常节点，并基于分化的妥协节点和正常节点来检测无线传感器网络中的妥协节点，能够将发动虚构虚假数据包丢包攻击的妥协节点检测出来，间接的解决了虚构虚假数据包丢包攻击。此外，本发明还涉及一种无线传感器网络中妥协节点的检测装置。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络中妥协节点的检测方法及装置。

背景技术

无线传感器网络是一个用于远程环境监测的有效工具，适用于以下场景，如战场监控、森林火灾监测等。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，将监测到的数据通过自组网络逐跳传播到远程的汇聚节点。

通常来说传感器节点由于能量有限、处理能力较差、缺乏防篡改设备，容易成为攻击者的目标。一旦一个节点被攻击方俘获，该节点上存储的所有信息也会被暴露，攻击方通过这些妥协节点可以轻易的实施虚假数据注入攻击、篡改数据包攻击，这些攻击不但会引发错误警报，同时还会浪费大量有限的能量资源和通讯资源。因此安全成为无线传感器网络一个亟待解决的问题。

为保证无线传感器网络的安全，常采用虚假数据中途过滤方案进行处理。现有的虚假数据中途过滤方案多数是在虚假数据中途过滤模型(SEF模型)的基础上进行各种变化和补充，SEF模型能在虚假数据到达汇聚节点(sink节点)前过滤掉大多数由于虚假数据注入攻击和篡改数据包攻击产生的虚假数据从而节约宝贵的网络资源，即使部分虚假数据包侥幸到达了sink节点，由于sink节点拥有所有的密钥资源且装备了足够的安全设备和技术(即不可能被妥协)，因此sink节点也能将剩余的虚假数据过滤掉。

数据包的形式为其中R_n为数据包序列号，L_E为事件发生地点，t为事件发生时间，E为事件内容，i为密钥索引，M为验证码。如图1所示，采用SEF模型过滤虚假数据包的过程具体为：在中转节点接收到数据包后，由于数据包中携带T个不同分区密钥所生成的验证码，首先检查数据包中是否存在T个验证码，若不存在，则丢弃数据包，若存在，则继续检查这T个验证码是否属于不同密钥分区，若不属于，则丢弃数据包，若属于，则中转节点检查自身密钥池中是否存在数据包中携带的密钥索引，若不存在，则转发给下一跳节点，若存在，则根据该索引对应的密钥验算数据包中对应的验证码是否正确，若正确，则转发给下一跳节点，若不正确，则丢弃数据包，并向上一跳节点发送虚假数据包丢包消息。因此，SEF模型能在虚假数据到达汇聚节点(sink节点)前过滤掉大多数的妥协节点注入的虚假数据包。

但是在现有的虚假数据中途过滤方案中还会出现虚构虚假数据包丢包攻击，虚构虚假数据包丢包攻击是指妥协节点在中途过滤的过程中直接丢弃数据包，并谎称自己因为检测到数据包中存在验证码与其对应的密钥索引不相符而将数据包丢弃，由于上一跳节点可能无法分辨真实情况，因此也无法应对虚构虚假数据包丢包攻击，从而发动虚假虚构数据包丢包攻击的妥协节点由于难于检测而危害极大。

故亟需一种应对虚构虚假数据包丢包攻击的无线传感器网络中妥协节点的检测方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术中存在的问题，本发明至少从一定程度上进行解决。为此，本发明的一个目的在于提出了一种无线传感器网络中妥协节点的检测方法，其检测出的妥协节点中包含发动虚构虚假数据包丢包攻击的妥协节点，从而间接的解决了虚构虚假数据包丢包攻击。

本发明的第二个目的在于提出了一种无线传感器网络中妥协节点的检测装置。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种无线传感器网络中妥协节点的检测方法，应用于SEF模型过滤虚假数据包的过程中，该方法包括以下步骤：