足夠的安全性是傳感器網絡某些類型的應用得以實現的前提，由于傳感器網絡一般配置在惡劣環境、無人區域或敵方陣地中，加之無線網絡本身固有的脆弱性，因此傳感器網絡安全引起了人們的極大關注。傳感器網絡的許多應用（如軍事目標的監測和跟蹤等）在很大程度上取決于網絡的安全運行，一旦傳感器網絡受到攻擊或破壞，將可能導致災難性的后果。如何在節點計算速度、電源能量、通信能力和存儲空間非常有限的情況下，通過設計安全機制，提供機密性保護和身份認證功能，防止各種惡意攻擊，為傳感器網絡創造一個相對安全的工作環境，是一個關系到傳感器網絡能否真正走向實用的關鍵性問題。

1.物理層的攻擊與防御

（1）擁塞攻擊

攻擊節點通過在傳感器網絡工作頻段上不斷發送無用信號，使攻擊節點內的傳感器節點都不能正常工作。擁塞攻擊對單頻點無線通信網絡非常有效，對于單頻點的擁塞攻擊，可使用寬頻和跳頻方法來防御;對于全頻段持續擁塞攻擊，轉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

敵方可以捕獲節點，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制，節點在感知到被破壞后，可以銷毀敏感數據、脫離網絡、修改安全處理程序等，從而保護網絡其他部分免受安全威脅;對敏感信息進行加密存儲，并嚴密保護通信加密密鑰、認證密鑰和各種安全啟動密鑰。

2.鏈路層的攻擊與防御

（1）碰撞攻擊

無線網絡環境中，如果兩個設備同時進行發送，那么它們的輸出信號會因為相互疊加而不能被分離出來。任何數據包只要有一個字節的數據在傳輸過程中發生了沖突，整個數據包就都會被丟棄。這種沖突在鏈路層協議中稱為碰撞。對于碰撞攻擊，可以采用糾錯編碼、信道監聽和重傳機制來防御。

（2）耗盡攻擊

耗盡攻擊指利用協議漏洞，通過持續通信的方式使節點能量資源耗盡。利用鏈路層的錯包重傳機制，使節點不斷重發上一數據包，耗盡節點資源。應對耗盡攻擊的一種方法是限制網絡發送速度，使節點自動拋棄那些多余的數據請求，但是這樣會降低網絡效率。另外一種方法就是在協議實現時，制訂一些執行策略，對過度頻繁的請求不予理睬，或者對同一個數據包的重傳次數進行限制，以避免惡意節點無休止干擾導致的能源耗盡。

（3）非公平競爭

如果網絡數據包在通信機制上存在優先級控制，那么惡意節點或者被俘節點可能被用來不斷地在網絡上發送高優先級的數據包占據信道，導致其他節點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絡的MAC層協議機制，并利用MAC層協議來進行干擾性攻擊。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據包，以縮短每包占用信道的時間。另外，可以不采用優先級策略，而采用競爭或時分復用方式實現數據傳輸。

3.網絡層的攻擊與防御

傳感器網絡中的每個節點既是終端節點，也是路由節點，兩個節點之間的通信往往要經過很多跳數，這樣就給敵方更多的機會來破壞數據包的正常傳輸，因此更易受到攻擊。

傳輸層和應用層的安全問題往往和具體系統密切相關，在此不再詳述。

4.傳感器網絡路由層面臨的安全威脅

根據攻擊能力的不同，可以將攻擊者分為兩類：塵埃級（ mote.class）的攻擊和膝上計算機級（ laptop.Class）的攻擊，塵埃級的攻擊者能力與Sensor節點類似，而膝上計算機級的攻擊者通常具有更強的電池能量、CPU計算能力、精良的無線信號發送設備和天線。

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證機制來防御。對數據包加密，攻擊者由于不知道密鑰，無法偽造欺騙數據包，同樣不能解密也就無法篡改數據包。或者通過對數據包散列進行完整性保護，也可以防止攻擊者破壞數據包。通過在加密的數據包里添加時間戳，可以防止對以前數據包的重放。在數據鏈路層應用全局共尊密鑰的方法對數據包加密。

6.應用層各種威脅的解決方案

無線傳感器網絡的應用十分廣泛，就安全來說，應用層的研究主要集中在為整個無線傳感器網絡提供安全支持的研究，也就是密鑰管理和安全組播的研究。