1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是一種新興的無線網(wǎng)絡，具有低成本性和可靈活部署性，已經(jīng)成為下一代高性能信息系統(tǒng)攝取前端的最佳候選解決方案。WSN通常被部署在復雜的現(xiàn)實環(huán)境中，使之往往隱含各種不安全因素。整合多種安全機制于一體，構成WSN的整體安全架構是構建安全WSN的重要手段。SPINS安全協(xié)議族是最早的WSN安全框架之一，它在數(shù)據(jù)機密性、完整性、新鮮性、可認證性等方面都作了充分的考慮。但是，SPINS協(xié)議只是一個框架協(xié)議，它并沒有指定實現(xiàn)各種

2、安全機制的密碼算法，在SPINS的具體應用中，需要考慮很多具體的實現(xiàn)問題，針對SPINS在理論上和在實際實施過程中存在的問題進行研究，對改進'WSN的安全性具有重要意義。 本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡安全問題進行了簡單綜述，然后對SPINS安全框架協(xié)議進行了概述，并與其他安全機制進行了性能比較。在此基礎上，對SPINS框架協(xié)議實現(xiàn)中的關鍵技術進行了深入地系統(tǒng)研究。結合WSN的特點，本文在對各種密碼算法比較分析的基礎上，選擇了適合SP

3、INS的底層實現(xiàn)算法，并進行了軟件實現(xiàn)。其中，RC5—CTR分組密碼算法用于實現(xiàn)消息加密，保證點到點通信機密性、可認證性和新鮮性；RC5—CBC算法用于消息認證，保證點到點通信和廣播通信的消息完整性；MD5單向散列函數(shù)用于單向密鑰生成和隨機數(shù)發(fā)生器，保證點到多點廣播通信密鑰的安全性。在實現(xiàn)基本密碼算法的基礎上，通過設置2個場景，使用NS2仿真軟件對SNEP協(xié)議的機密性、數(shù)據(jù)認證，μTESLA的廣播認證安全性、不同條件下廣播報文速率的穩(wěn)定