足夠的安全性是傳感器網(wǎng)絡(luò)某些類型的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)的前提，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)一般配置在惡劣環(huán)境、無人區(qū)域或敵方陣地中，加之無線網(wǎng)絡(luò)本身固有的脆弱性，因此傳感器網(wǎng)絡(luò)安全引起了人們的極大關(guān)注。傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用（如軍事目標(biāo)的監(jiān)測和跟蹤等）在很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，一旦傳感器網(wǎng)絡(luò)受到攻擊或破壞，將可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。如何在節(jié)點(diǎn)計(jì)算速度、電源能量、通信能力和存儲空間非常有限的情況下，通過設(shè)計(jì)安全機(jī)制，提供機(jī)密性保護(hù)和身份認(rèn)證功能，防止各種惡意攻擊，為傳感器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造一個(gè)相對安全的工作環(huán)境，是一個(gè)關(guān)系到傳感器網(wǎng)絡(luò)能否真正走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵性問題。

1.物理層的攻擊與防御

（1）擁塞攻擊

攻擊節(jié)點(diǎn)通過在傳感器網(wǎng)絡(luò)工作頻段上不斷發(fā)送無用信號，使攻擊節(jié)點(diǎn)內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)都不能正常工作。擁塞攻擊對單頻點(diǎn)無線通信網(wǎng)絡(luò)非常有效，對于單頻點(diǎn)的擁塞攻擊，可使用寬頻和跳頻方法來防御;對于全頻段持續(xù)擁塞攻擊，轉(zhuǎn)換通信模式是唯一能夠使用的方法，光通信和紅外線通信則是有效的備選方法。

（2）物理篡改

敵方可以捕獲節(jié)點(diǎn)，獲取加密密鑰等敏感信息，從而可以不受限制地訪問上層的信息。針對無法避免的物理破壞，可以采用的防御措施有：增加物理損害感知機(jī)制，節(jié)點(diǎn)在感知到被破壞后，可以銷毀敏感數(shù)據(jù)、脫離網(wǎng)絡(luò)、修改安全處理程序等，從而保護(hù)網(wǎng)絡(luò)其他部分免受安全威脅;對敏感信息進(jìn)行加密存儲，并嚴(yán)密保護(hù)通信加密密鑰、認(rèn)證密鑰和各種安全啟動(dòng)密鑰。

2.鏈路層的攻擊與防御

（1）碰撞攻擊

無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如果兩個(gè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行發(fā)送，那么它們的輸出信號會因?yàn)橄嗷クB加而不能被分離出來。任何數(shù)據(jù)包只要有一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生了沖突，整個(gè)數(shù)據(jù)包就都會被丟棄。這種沖突在鏈路層協(xié)議中稱為碰撞。對于碰撞攻擊，可以采用糾錯(cuò)編碼、信道監(jiān)聽和重傳機(jī)制來防御。

（2）耗盡攻擊

耗盡攻擊指利用協(xié)議漏洞，通過持續(xù)通信的方式使節(jié)點(diǎn)能量資源耗盡。利用鏈路層的錯(cuò)包重傳機(jī)制，使節(jié)點(diǎn)不斷重發(fā)上一數(shù)據(jù)包，耗盡節(jié)點(diǎn)資源。應(yīng)對耗盡攻擊的一種方法是限制網(wǎng)絡(luò)發(fā)送速度，使節(jié)點(diǎn)自動(dòng)拋棄那些多余的數(shù)據(jù)請求，但是這樣會降低網(wǎng)絡(luò)效率。另外一種方法就是在協(xié)議實(shí)現(xiàn)時(shí)，制訂一些執(zhí)行策略，對過度頻繁的請求不予理睬，或者對同一個(gè)數(shù)據(jù)包的重傳次數(shù)進(jìn)行限制，以避免惡意節(jié)點(diǎn)無休止干擾導(dǎo)致的能源耗盡。

（3）非公平競爭

如果網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包在通信機(jī)制上存在優(yōu)先級控制，那么惡意節(jié)點(diǎn)或者被俘節(jié)點(diǎn)可能被用來不斷地在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包占據(jù)信道，導(dǎo)致其他節(jié)點(diǎn)在通信過程中處于劣勢。這是一種弱DoS攻擊方式，需要敵方完全了解傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議機(jī)制，并利用MAC層協(xié)議來進(jìn)行干擾性攻擊。一種緩解攻擊的方案是采用短包策略，即在MAC層中不允許使用過長的數(shù)據(jù)包，以縮短每包占用信道的時(shí)間。另外，可以不采用優(yōu)先級策略，而采用競爭或時(shí)分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3.網(wǎng)絡(luò)層的攻擊與防御

傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是終端節(jié)點(diǎn)，也是路由節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信往往要經(jīng)過很多跳數(shù)，這樣就給敵方更多的機(jī)會來破壞數(shù)據(jù)包的正常傳輸，因此更易受到攻擊。

傳輸層和應(yīng)用層的安全問題往往和具體系統(tǒng)密切相關(guān)，在此不再詳述。

4.傳感器網(wǎng)絡(luò)路由層面臨的安全威脅

根據(jù)攻擊能力的不同，可以將攻擊者分為兩類：塵埃級（ mote.class）的攻擊和膝上計(jì)算機(jī)級（ laptop.Class）的攻擊，塵埃級的攻擊者能力與Sensor節(jié)點(diǎn)類似，而膝上計(jì)算機(jī)級的攻擊者通常具有更強(qiáng)的電池能量、CPU計(jì)算能力、精良的無線信號發(fā)送設(shè)備和天線。

5.針對路由層各種威脅的解決方案

針對路由層的大部分外部攻擊，可以通過使用全局共享密鑰的鏈路層加密和認(rèn)證機(jī)制來防御。對數(shù)據(jù)包加密，攻擊者由于不知道密鑰，無法偽造欺騙數(shù)據(jù)包，同樣不能解密也就無法篡改數(shù)據(jù)包?；蛘咄ㄟ^對數(shù)據(jù)包散列進(jìn)行完整性保護(hù)，也可以防止攻擊者破壞數(shù)據(jù)包。通過在加密的數(shù)據(jù)包里添加時(shí)間戳，可以防止對以前數(shù)據(jù)包的重放。在數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用全局共尊密鑰的方法對數(shù)據(jù)包加密。

6.應(yīng)用層各種威脅的解決方案

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用十分廣泛，就安全來說，應(yīng)用層的研究主要集中在為整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供安全支持的研究，也就是密鑰管理和安全組播的研究。