在认知无线网络中,认知用户通过频谱感知技术检测空闲的授权频段(即未被主用户使用的频段),并利用检测到的空闲频段进行信息通信,显著提高了频谱利用率,但是这也带来了新的安全隐患。认知无线网络安全不仅需要解决无线窃听、信号干扰、身份伪造和数据篡改等传统攻击类型,而且还面临模拟主用户、伪造频谱感知数据等新型攻击方式。
模拟主用户攻击是指恶意攻击者通过模拟主用户的无线电特征(如载波频率、信号波形和调制方式等)来发射干扰信号,使得合法认知用户误以为主用户正占用授权频段,从而放弃接入实际处于空闲状态的频谱资源,这将导致认知无线传输容量的急剧下降。针对模拟主用户攻击,可以利用其他辅助信息(如地理位置等)进行检测识别,即合法主用户的地理位置通常是已知的先验信息,然而模拟主用户的位置信息可以通过定位算法估计获得。攻击者和合法用户不会位于相同的空间地点,这使得地理位置信息可以用来检测区分模拟主用户攻击者和合法认知用户。
伪造频谱感知数据也是认知无线网络中独有的一种攻击类型,它是指恶意用户在认知无线网络中发布虚假的频谱感知数据,以干扰其他合法认知用户对频谱状态的判断。如果在授权频段处于空闲状态时发布频段被占用的错误信息,则攻击者可以独享空闲频段,或导致频段资源无法合理使用而降低频谱利用率。此外,如果在授权频段被主用户占用时发布频段处于空闲的虚假信息,则导致其他合法认知用户在虚假的空闲频段上进行信息传输,这将使得主用户通信可能发生干扰中断。针对伪造频谱感知数据攻击,可以利用协作频谱感知方法加以抑制,通过对大量分布式协作用户的频谱检测结果进行有效融合,显著削弱少量虚假感知数据的不利影响。