【正文】 ........................................... 11 本章小結(jié) .................................................................................................. 12 第三章 測試理論及方法 .................................................................................... 13 一致性測試概述 ....................................................................................... 13 協(xié)議測試的概念 ............................................................................. 13 協(xié)議一致性測試的要求與類型 ..................................................... 14 協(xié)議一致性測試方法 .................................................................... 15 協(xié)議一致性測試過程 .................................................................... 16 安全測試理論和方法 ............................................................................... 17 安全協(xié)議測試需求 ........................................................................ 17 安全測試方法研究 ........................................................................ 18 本章小結(jié) ................................................................................................... 18 第四章 無線傳感網(wǎng)安全測試系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................ 19 測試系統(tǒng)的目標 ....................................................................................... 19 V 無線傳感網(wǎng)安全測試系統(tǒng)總體設(shè)計 ....................................................... 20 安全 測試系統(tǒng)設(shè)計概述 ................................................................ 20 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................. 22 系統(tǒng)中心控制模塊描述 ................................................................ 24 安全模塊測試流程 ........................................................................ 25 無線傳感網(wǎng)安全抽象測試集設(shè)計 ........................................................... 25 安全測試抽象集形式化描述和結(jié)構(gòu) ............................................ 25 抽象測試集設(shè)計過程 ..................................................................... 26 安全測試抽象集結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................ 27 測試序列圖及處理流程 ........................................................................... 28 測試序列 ........................................................................................ 28 系統(tǒng)測試流程圖 ............................................................................ 31 測試代理處理流程圖 .................................................................... 32 腳本轉(zhuǎn)換流程圖 ............................................................................ 33 測試代理軟件設(shè)計 ................................................................................. 34 測試路由器設(shè)計 ............................................................................. 34 測試路由器功能模塊 .................................................................... 34 安全等級 ................................................................................................... 35 本章小結(jié) .................................................................................................. 36 第五章 無線傳感網(wǎng)安全測試系統(tǒng)實現(xiàn) ............................................................ 37 開發(fā)環(huán)境及工具 ....................................................................................... 37 硬件平臺 ......................................................................................... 37 軟件平臺 ........................................................................................ 38 通信功能測試驗證 ................................................................................... 38 測試路由器的通信功能測試 ......................................................... 39 測試路由器與節(jié)點間通信測試 .................................................... 39 典型安全測試例實現(xiàn) ............................................................................... 40 安全入網(wǎng)認證 ................................................................................. 40 密鑰管理測試 ................................................................................ 42 安全一致性測試 ............................................................................ 46 系統(tǒng)搭建 ................................................................................................... 50 本章小節(jié) ................................................................................................... 51 第六章 總結(jié)與展望 ............................................................................................ 53 VI 課題總結(jié) .................................................................................................. 53 未來展望 .................................................................................................. 53 參考文獻 ............................................................................................................. 54 附 錄 .................................................................................................................... 58 1 第一章 緒 論 無線 傳感網(wǎng) 是一種綜合信息數(shù)據(jù)收集、信息數(shù)據(jù)分析以及信息傳輸?shù)裙δ芫C合起來的智能化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。它能夠?qū)崟r的感知和采集各類目標數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)人與實體之間的信息傳遞與交互，在多種領(lǐng)域方面有相當廣闊的應(yīng)用前景 [1]。物聯(lián)網(wǎng)是以無線 傳感網(wǎng) 技術(shù)為基礎(chǔ)來實現(xiàn)的，無線 傳感網(wǎng) 以其廣泛的應(yīng)用前景，是目前在國際上最為矚目的研究領(lǐng)域。它可以融合多種學科、具有知識高度集中的特點，可以直觀的獲取用戶需要的數(shù)據(jù)信息，被稱為是 21 世紀最具影響力的技術(shù)之一。 研究背景及意義 無線 傳感網(wǎng) （ Wireless Sensor Network， WSN）是 由眾多傳感器節(jié)點組成的，這些節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是可以變化的，它們自發(fā)的或者利用多跳方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，無線傳感網(wǎng)的目標 是 相互協(xié)調(diào)的感應(yīng)、收集、分析 和傳輸 傳感器節(jié)點負責監(jiān)控區(qū)域的數(shù)據(jù)信息 ，并 將檢測信息上傳給服務(wù)器提供給觀測者使用 。 和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有所不同的是，無線傳感網(wǎng)有自己獨特的特征，它的節(jié)點較多、網(wǎng)絡(luò)拓撲可變、節(jié)點資源較少等 [2]。 20 世紀后期人們開始了無線 傳感網(wǎng) 的研究，一開始是由美國 DARPA 推動的，主要是使用于戰(zhàn)場 [3]。無線 傳感網(wǎng) 最初的 研究主要是集中于研究節(jié)點與節(jié)點之間相對復雜的通信。如今， WSN 使用相對比較廣泛，而且應(yīng)用場景也越來越多。它不僅涉及到軍事、反恐等敏感領(lǐng)域，同時也應(yīng)用于我們?nèi)粘５纳钪小０ㄖ悄芗揖?、環(huán)境檢測等。這種推廣給人們的日常生活帶來很大的變化。有鑒于此，我國也加重了對無線傳感網(wǎng)的關(guān)注，國家信息技術(shù)領(lǐng)域也對 WSN 技術(shù)做了長期的計劃，這一點也足以證明我國對于 WSN 技術(shù)的重視。因此，無線 傳感網(wǎng) 技術(shù)的研究對于社會的發(fā)展與推進很有意義 [4]。 由于無線 傳感網(wǎng) 部署環(huán)境不確定、網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)也可隨著節(jié)點的離開與加入不斷的變化。另一方面，節(jié)點在通信方面、存儲力、數(shù)據(jù)運算、物理安全方面的局限性，因此 它的 分析報文的能力、資源分配能力等都相對薄弱，有限的 通訊能力使得安全問題的解決成為一個巨大的挑戰(zhàn)。 正是這種“供”與“求”之間的矛盾使WSN 安全研究成為了焦點。如何處理傳感網(wǎng)的安全隱患，最重要的是保證通信節(jié)點雙方的合法性以及通信路徑的安全， 這就涉及到了認證和保密的問題 [5]。 目前經(jīng)過眾多研究者的不懈努力，出現(xiàn)了多種算法和協(xié)議來保證無線傳感網(wǎng)的安全，在密碼算法的方面一般使用的是 對稱密碼算法，但是為了更安全的保護密碼安全，也可以 2 使用低開銷的非對稱密碼算法 [6][7][8]，再者，針對無線傳感網(wǎng)獨有的特點，研究者提出了專門