第一篇：基于物聯(lián)網(wǎng)的信息安全體系

作者:劉宴兵,胡文平,杜江

摘要:物聯(lián)網(wǎng)是計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)等相關技術的演進和延伸，其核心共性技術、網(wǎng)絡與信息安全技術以及關鍵應用是物聯(lián)網(wǎng)的主要研究內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點大都部署在無人監(jiān)控環(huán)境，并且由于物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎上擴展了感知網(wǎng)絡和應用平臺，傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全措施不足以提供可靠的安全保障。物聯(lián)網(wǎng)安全研究將主要集中在物聯(lián)網(wǎng)安全體系、物聯(lián)網(wǎng)個體隱私保護模式、終端安全功能、物聯(lián)網(wǎng)安全相關法律的制訂等方面。

關鍵字:物聯(lián)網(wǎng)；安全結構；射頻識別；隱私保護

英文摘要:Internet of Things(IoT)is seen as the evolution of related technologies and applications such as Internet and mobile networks.Future research into IoT will focus on generic technology, information security, and critical applications.Sensor nodes in IoT are deployed in an unattended environment, and the IoT platform is extended on the basis of the sensor network and application platforms in the existing infrastructure.So traditional network security measures are insufficient for providing reliable security in IoT.Future research into IoT security will focus on security architecture, privacy protection mode, law-making, and terminal security.英文關鍵字:Internet of things;security architecture;radio frequency identification;privacy protection

基金項目：信息網(wǎng)絡安全公安部重點實驗室開放課題(C09608)；重慶市自然科學基金重點項目(2009BA2024)；重慶高校優(yōu)秀成果轉化資助項目(Kjzh10206)每一次大的經(jīng)濟危機背后都會悄然催生出一些新技術，這些技術往往會成為經(jīng)濟走出危機的巨大推力。2009年，3G在中國正式步入商業(yè)化階段，各大電信運營商、設備制造商、消費電子廠商都將目光集中在3G市場的爭奪。隨著3G時代的到來，涌現(xiàn)的一些新技術解決了網(wǎng)絡帶寬問題，極大地改變了網(wǎng)絡的接入方式和業(yè)務類型。其中物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，代表了下一代信息技術的方向。

物聯(lián)網(wǎng)除與傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡和通信網(wǎng)絡技術有關外，還涉及到了許多新的技術，如射頻技術、近距離通信和芯片技術等。物聯(lián)網(wǎng)正以其廣泛的應用前景成為人們研究的熱點，同時，云計算作為一種新的計算模式，其發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)提供了重要的支撐?！拔锫?lián)網(wǎng)”最早由MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究射頻標簽(RFID)技術時提出。2003年，美國《技術評論》提出傳感網(wǎng)絡技術將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g之首，從此物聯(lián)網(wǎng)逐漸走進了人們的視野。2005年國際電信聯(lián)盟發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。報告引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念并指出無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體都可以通過因特網(wǎng)進行信息交互，射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。2009年，美國總統(tǒng)奧巴馬與美國工商業(yè)領袖舉行了一次圓桌會議，對IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出的“智慧地球”這一概念給予了積極評價，并把它上升至美國的國家戰(zhàn)略。2009年8月，溫家寶總理在無錫考察時提出“感知中國”的發(fā)展戰(zhàn)略，之后物聯(lián)網(wǎng)被寫入政府工作報告并被正式列為中國五大國家新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。

隨著物聯(lián)網(wǎng)在國家基礎設施、自然資源、經(jīng)濟活動、醫(yī)療等方面的廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)的安全問題必然上升到國家層面。物聯(lián)網(wǎng)相關概念

由于物聯(lián)網(wǎng)還處于發(fā)展初期，業(yè)界對物聯(lián)網(wǎng)定義尚未達成共識。維基百科中物聯(lián)網(wǎng)被描述為把傳感器裝備到電網(wǎng)以及家用電器等各種真實物體上，通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進而運行特定的程序，達到遠程控制或者實現(xiàn)物與物的直接通信的網(wǎng)絡。2010年中國政府工作報告把物聯(lián)網(wǎng)定義為通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡[1]。而中國工程院鄔賀銓院士認為物聯(lián)網(wǎng)相當于互聯(lián)網(wǎng)上面向特定任務來組織的專用網(wǎng)絡，即原有通信網(wǎng)絡中的一個應用拓展，其突出的特點是包含了一個原有通信網(wǎng)中不存在的底層感知層[2]。

按照人們對物聯(lián)網(wǎng)的理解，物聯(lián)網(wǎng)是指在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”，通過網(wǎng)絡設施實現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同和處理，從而實現(xiàn)物與物、物與人之間的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)應該具備3個特征：一是全面感知，即利用RFID、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對海量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制，其中智能處理和全面感知是物聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容。另外，物聯(lián)網(wǎng)可用的基礎網(wǎng)絡有很多，根據(jù)其應用需要可以用公網(wǎng)也可以用專網(wǎng)，通?；ヂ?lián)網(wǎng)被認作是最適合作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)安全問題

隨著物聯(lián)網(wǎng)建設的加快，物聯(lián)網(wǎng)的安全問題必然成為制約物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的重要因素。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的高級階段，由于物聯(lián)網(wǎng)場景中的實體均具有一定的感知、計算和執(zhí)行能力，廣泛存在的這些感知設備將會對國家基礎、社會和個人信息安全構成新的威脅。一方面，由于物聯(lián)網(wǎng)具有網(wǎng)絡技術種類上的兼容和業(yè)務范圍上無限擴展的特點，因此當大到國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)小到個人病例情況都接到看似無邊界的物聯(lián)網(wǎng)時，將可能導致更多的公眾個人信息在任何時候，任何地方被非法獲??；另一方面，隨著國家重要的基礎行業(yè)和社會關鍵服務領域如電力、醫(yī)療等都依賴于物聯(lián)網(wǎng)和感知業(yè)務，國家基礎領域的動態(tài)信息將可能被竊取。所有的這些問題使得物聯(lián)網(wǎng)安全上升到國家層面，成為影響國家發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要因素。

物聯(lián)網(wǎng)相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡，其感知節(jié)點大都部署在無人監(jiān)控的環(huán)境，具有能力脆弱、資源受限等特點，并且由于物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎上擴展了感知網(wǎng)絡和應用平臺，傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全措施不足以提供可靠的安全保障，從而使得物聯(lián)網(wǎng)的安全問題具有特殊性。所以在解決物聯(lián)網(wǎng)安全問題時候，必須根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)本身的特點設計相關的安全機制。物聯(lián)網(wǎng)的安全層次模型及體系結構

考慮到物聯(lián)網(wǎng)安全的總體需求就是物理安全、信息采集安全、信息傳輸安全和信息處理安全的綜合，安全的最終目標是確保信息的機密性、完整性、真實性和網(wǎng)絡的容錯性，因此結合物聯(lián)網(wǎng)分布式連接和管理(DCM)模式，本文給出相應的安全層次模型(如圖1所示)，并結合每層安全特點對涉及的關鍵技術進行系統(tǒng)闡述[3]。

3.1 感知層安全

物聯(lián)網(wǎng)感知層的任務是實現(xiàn)智能感知外界信息功能，包括信息采集、捕獲和物體識別，該層的典型設備包括RFID裝置、各類傳感器(如紅外、超聲、溫度、濕度、速度等)、圖像捕捉裝置(攝像頭)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描儀等，其涉及的關鍵技術包括傳感器、RFID、自組織網(wǎng)絡、短距離無線通信、低功耗路由等。

(1)傳感技術及其聯(lián)網(wǎng)安全

作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎單元，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)信息采集層面能否如愿以償完成它的使命，成為物聯(lián)網(wǎng)感知任務成敗的關鍵。傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐、應用的支撐和未來泛在網(wǎng)的支撐。傳感器感知了物體的信息，RFID賦予它電子編碼。傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術發(fā)展的階段表征[4]。傳感技術利用傳感器和多跳自組織網(wǎng)，協(xié)作地感知、采集網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)布給向上層。由于傳感網(wǎng)絡本身具有：無線鏈路比較脆弱、網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化、節(jié)點計算能力、存儲能力和能源有限、無線通信過程中易受到干擾等特點，使得傳統(tǒng)的安全機制無法應用到傳感網(wǎng)絡中。傳感技術的安全問題如表1所示。

目前傳感器網(wǎng)絡安全技術主要包括基本安全框架、密鑰分配、安全路由和入侵檢測和加密技術等。安全框架主要有SPIN(包含SNEP和uTESLA兩個安全協(xié)議)，Tiny Sec、參數(shù)化跳頻、Lisp、LEAP協(xié)議等。傳感器網(wǎng)絡的密鑰分配主要傾向于采用隨機預分配模型的密鑰分配方案。安全路由技術常采用的方法包括加入容侵策略。入侵檢測技術常常作為信息安全的第二道防線，其主要包括被動監(jiān)聽檢測和主動檢測兩大類。除了上述安全保護技術外，由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點資源受限，且是高密度冗余撒布，不可能在每個節(jié)點上運行一個全功能的入侵檢測系統(tǒng)(IDS)，所以如何在傳感網(wǎng)中合理地分布IDS，有待于進一步研究[5]。

(2)RFID相關安全問題

如果說傳感技術是用來標識物體的動態(tài)屬性，那么物聯(lián)網(wǎng)中采用RFID標簽則是對物體靜態(tài)屬性的標識，即構成物體感知的前提[6]。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。識別工作無須人工干預。RFID也是一種簡單的無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體，由一個詢問器(或閱讀器)和很多應答器(或標簽)組成。

通常采用RFID技術的網(wǎng)絡涉及的主要安全問題有：(1)標簽本身的訪問缺陷。任何用戶(授權以及未授權的)都可以通過合法的閱讀器讀取RFID標簽。而且標簽的可重寫性使得標簽中數(shù)據(jù)的安全性、有效性和完整性都得不到保證。(2)通信鏈路的安全。(3)移動RFID的安全。主要存在假冒和非授權服務訪問問題。目前，實現(xiàn)RFID安全性機制所采用的方法主要有物理方法、密碼機制以及二者結合的方法。

3.2網(wǎng)絡層安全

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)信息的轉發(fā)和傳送，它將感知層獲取的信息傳送到遠端，為數(shù)據(jù)在遠端進行智能處理和分析決策提供強有力的支持?？紤]到物聯(lián)網(wǎng)本身具有專業(yè)性的特征，其基礎網(wǎng)絡可以是互聯(lián)網(wǎng)，也可以是具體的某個行業(yè)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層按功能可以大致分為接入層和核心層，因此物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層安全主要體現(xiàn)在兩個方面。

(1)來自物聯(lián)網(wǎng)本身的架構、接入方式和各種設備的安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的接入層將采用如移動互聯(lián)網(wǎng)、有線網(wǎng)、Wi-Fi、WiMAX等各種無線接入技術。接入層的異構性使得如何為終端提供移動性管理以保證異構網(wǎng)絡間節(jié)點漫游和服務的無縫移動成為研究的重點，其中安全問題的解決將得益于切換技術和位置管理技術的進一步研究。另外，由于物聯(lián)網(wǎng)接入方式將主要依靠移動通信網(wǎng)絡。移動網(wǎng)絡中移動站與固定網(wǎng)絡端之間的所有通信都是通過無線接口來傳輸?shù)?。然而無線接口是開放的，任何使用無線設備的個體均可以通過竊聽無線信道而獲得其中傳輸?shù)男畔ⅲ踔量梢孕薷?、插入、刪除或重傳無線接口中傳輸?shù)南?，達到假冒移動用戶身份以欺騙網(wǎng)絡端的目的。因此移動通信網(wǎng)絡存在無線竊聽、身份假冒和數(shù)據(jù)篡改等不安全的因素。

(2)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡相關安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡核心層主要依賴于傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術，其面臨的最大問題是現(xiàn)有的網(wǎng)絡地址空間短缺。主要的解決方法寄希望于正在推進的IPv6技術。IPv6采納IPsec協(xié)議，在IP層上對數(shù)據(jù)包進行了高強度的安全處理，提供數(shù)據(jù)源地址驗證、無連接數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)機密性、抗重播和有限業(yè)務流加密等安全服務。但任何技術都不是完美的，實際上IPv4網(wǎng)絡環(huán)境中大部分安全風險在IPv6網(wǎng)絡環(huán)境中仍將存在，而且某些安全風險隨著IPv6新特性的引入將變得更加嚴重[7]：首先，拒絕服務攻擊(DDoS)等異常流量攻擊仍然猖獗，甚至更為嚴重，主要包括TCP-flood、UDP-flood等現(xiàn)有DDoS攻擊，以及IPv6協(xié)議本身機制的缺陷所引起的攻擊。其次，針對域名服務器(DNS)的攻擊仍將繼續(xù)存在，而且在IPv6網(wǎng)絡中提供域名服務的DNS更容易成為黑客攻擊的目標。第三，IPv6協(xié)議作為網(wǎng)絡層的協(xié)議，僅對網(wǎng)絡層安全有影響，其他(包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、應用層等)各層的安全風險在IPv6網(wǎng)絡中仍將保持不變。此外采用IPv6替換IPv4協(xié)議需要一段時間，向IPv6過渡只能采用逐步演進的辦法，為解決兩者間互通所采取的各種措施將帶來新的安全風險。3.3 應用層安全

物聯(lián)網(wǎng)應用是信息技術與行業(yè)專業(yè)技術的緊密結合的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)應用層充分體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能處理的特點，其涉及業(yè)務管理、中間件、數(shù)據(jù)挖掘等技術?？紤]到物聯(lián)網(wǎng)涉及多領域多行業(yè)，因此廣域范圍的海量數(shù)據(jù)信息處理和業(yè)務控制策略將在安全性和可靠性方面面臨巨大挑戰(zhàn)，特別是業(yè)務控制、管理和認證機制、中間件以及隱私保護等安全問題顯得尤為突出。

(1)業(yè)務控制和管理

由于物聯(lián)網(wǎng)設備可能是先部署后連接網(wǎng)絡，而物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點又無人值守，所以如何對物聯(lián)網(wǎng)設備遠程簽約，如何對業(yè)務信息進行配置就成了難題。另外，龐大且多樣化的物聯(lián)網(wǎng)必然需要一個強大而統(tǒng)一的安全管理平臺，否則單獨的平臺會被各式各樣的物聯(lián)網(wǎng)應用所淹沒，但這樣將使如何對物聯(lián)網(wǎng)機器的日志等安全信息進行管理成為新的問題，并且可能割裂網(wǎng)絡與業(yè)務平臺之間的信任關系，導致新一輪安全問題的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的認證是區(qū)分不同層次的，網(wǎng)絡層的認證負責網(wǎng)絡層的身份鑒別，業(yè)務層的認證負責業(yè)務層的身份鑒別，兩者獨立存在。但是大多數(shù)情況下，物聯(lián)網(wǎng)機器都是擁有專門的用途，因此其業(yè)務應用與網(wǎng)絡通信緊緊地綁在一起，很難獨立存在。

(2)中間件

如果把物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和人體做比較，感知層好比人體的四肢，傳輸層好比人的身體和內(nèi)臟，那么應用層就好比人的大腦，軟件和中間件是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的靈魂和中樞神經(jīng)。目前，使用最多的幾種中間件系統(tǒng)是：

CORBA、DCOM、J2EE/EJB以及被視為下一代分布式系統(tǒng)核心技術的Web Services。

在物聯(lián)網(wǎng)中，中間件處于物聯(lián)網(wǎng)的集成服務器端和感知層、傳輸層的嵌入式設備中。服務器端中間件稱為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基礎中間件，一般都是基于傳統(tǒng)的中間件(應用服務器、ESB/MQ等)，加入設備連接和圖形化組態(tài)展示模塊構建；嵌入式中間件是一些支持不同通信協(xié)議的模塊和運行環(huán)境。中間件的特點是其固化了很多通用功能，但在具體應用中多半需要二次開發(fā)來實現(xiàn)個性化的行業(yè)業(yè)務需求，因此所有物聯(lián)網(wǎng)中間件都要提供快速開發(fā)(RAD)工具。

(3)隱私保護

在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，大量的數(shù)據(jù)涉及到個體隱私問題(如個人出行路線、消費習慣、個體位置信息、健康狀況、企業(yè)產(chǎn)品信息等)，因此隱私保護是必須考慮的一個問題。如何設計不同場景、不同等級的隱私保護技術將是為物聯(lián)網(wǎng)安全技術研究的熱點問題[8]。當前隱私保護方法主要有兩個發(fā)展方向：一是對等計算(P2P)，通過直接交換共享計算機資源和服務；二是語義Web，通過規(guī)范定義和組織信息內(nèi)容，使之具有語義信息，能被計算機理解，從而實現(xiàn)與人的相互溝通[9]。物聯(lián)網(wǎng)安全的非技術因素

目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展在中國表現(xiàn)為行業(yè)性太強，公眾性和公用性不足，重數(shù)據(jù)收集、輕數(shù)據(jù)挖掘與智能處理，產(chǎn)業(yè)鏈長但每一環(huán)節(jié)規(guī)模效益不夠，商業(yè)模式不清晰。物聯(lián)網(wǎng)是一種全新的應用，要想得以快速發(fā)展一定要建立一個社會各方共同參與和協(xié)作的組織模式，集中優(yōu)勢資源，這樣物聯(lián)網(wǎng)應用才會朝著規(guī)?；⒅悄芑蛥f(xié)同化方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的普及，需要各方的協(xié)調配合及各種力量的整合，這就需要國家的政策以及相關立法走在前面，以便引導物聯(lián)網(wǎng)朝著健康穩(wěn)定快速的方向發(fā)展。人們的安全意識教育也將是影響物聯(lián)網(wǎng)安全的一個重要因素。結束語

物聯(lián)網(wǎng)安全研究是一個新興的領域，任何安全技術都伴隨著具體的需求應運而生，因此物聯(lián)網(wǎng)的安全研究將始終貫穿于人們的生活之中。從技術角度來說，未來的物聯(lián)網(wǎng)安全研究將主要集中在開放的物聯(lián)網(wǎng)安全體系、物聯(lián)網(wǎng)個體隱私保護模式、終端安全功能、物聯(lián)網(wǎng)安全相關法律的制訂等幾個方面。參考文獻

[1] 2010年政府工作報告 [EB/OL].[2010-03-15].http://.[3] 劉宴兵，胡文平.物聯(lián)網(wǎng)安全模型及其關鍵技術 [J].數(shù)字通信, 2010,37(4):28-29.[4] 傳感器：物聯(lián)網(wǎng)成引擎 新技術催生新機遇 [N].中國電子報,?2010-07-13.[5] 李曉維.無線傳感器網(wǎng)絡技術 [M].北京：北京理工大學出版社, 2007: 241-246.[6] 張福生.物聯(lián)網(wǎng)：開啟全新生活的智能時代 [M].太原：山西人民出版社, 2010: 175-184.[7] 王帥, 沈軍, 金華敏.電信IPv6網(wǎng)絡安全保障體系研究 [J].電信科學, 2010,26(7):10-13.[8] MEDAGLIA C M, SERBANATI A.An Overview of Privacy and Security Issues in the Internet of Things [C]//The Internet of Things: Proceedings of the 20th Tyrrhenian Workshop on Digital Communications, Sep 2-4, 2009, Sardinia, Italy.Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2010:389-394.[9] SAVRY O, VACHERAND F.Security and Privacy Protection of Contactless Devices [C]//The Internet of Things: Proceedings of the 20th Tyrrhenian Workshop on Digital Communications, Sep 2-4, 2009, Sardinia, Italy.Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2010:409-418.

第二篇：《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》教學大綱

精品文檔

《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》教學大綱

課程代碼：

0302040508

課程名稱：物聯(lián)網(wǎng)信息安全

學

分：

總

學

時：

講課學時：

實驗學時：

0

上機學時：

0

適用對象：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)

先修課程：《物聯(lián)網(wǎng)工程概論》、《通信原

理》、《計算機網(wǎng)絡技術》

一、課程的性質與任務

1.課程性質：

本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課。

課程內(nèi)容包括物聯(lián)網(wǎng)安全特

征、物聯(lián)網(wǎng)安全體系、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全、物聯(lián)網(wǎng)隱私安全、物聯(lián)網(wǎng)接入安全、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安

全和物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡安全等內(nèi)容。

2.課程任務：

通過對本課程的學習，使學生能夠對物聯(lián)網(wǎng)信息安全的內(nèi)涵、知識領域和

知識單元進行了科學合理的安排，目標是提升對物聯(lián)網(wǎng)信息安全的“認知”

和“實踐”

能力。

二、課程教學的基本要求

1.知識目標

學習扎實物聯(lián)網(wǎng)工程基礎知識與理論。

2.技能目標

掌握一定的計算機網(wǎng)絡技術應用能力。

3.能力目標

學會自主學習、獨立思考、解決問題、創(chuàng)新實踐的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學習培養(yǎng)興

趣和奠定堅實的基礎。

三、課程教學內(nèi)容

1.物聯(lián)網(wǎng)與信息安全

（1）教學內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的概念與特征；物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)的體系結構；物聯(lián)網(wǎng)安全問題分析；物聯(lián)網(wǎng)的安全特征；物聯(lián)網(wǎng)的安全需求；物聯(lián)網(wǎng)信息安全。

（2）教學要求：了解物聯(lián)網(wǎng)的概念與特征，了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結構，了解物聯(lián)網(wǎng)的安全特征，了解物聯(lián)網(wǎng)的安全威脅，熟悉保障物聯(lián)網(wǎng)安全的主要手段。

（3）重點與難點：物聯(lián)網(wǎng)的體系結構，物聯(lián)網(wǎng)的安全特征；物聯(lián)網(wǎng)的體系結構，物聯(lián)網(wǎng)的安全特征；物聯(lián)網(wǎng)安全的主要手段。

2.物聯(lián)網(wǎng)的安全體系

（1）教學內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的安全體系結構；物聯(lián)網(wǎng)感知層安全；物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層安全；物聯(lián)網(wǎng)應用層安全。

（2）教學要求：

了解物聯(lián)網(wǎng)的層次結構及各層安全問題，掌握物聯(lián)網(wǎng)的安全體系結構，掌握物聯(lián)網(wǎng)的感知層安全技術，了解物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層安全技術，了解物聯(lián)網(wǎng)的應用層安全技術，了解位置服務安全與隱私技術，了解云安全與隱私保護技術，了解信息隱藏和版權保護

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技術，實踐物聯(lián)網(wǎng)信息安全案例。

（3）重點與難點：信息隱藏和版權保護技術，物聯(lián)網(wǎng)的感知層安全技術，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層安全技術，物聯(lián)網(wǎng)的應用層安全技術。

3.數(shù)據(jù)安全

（1）教學內(nèi)容：密碼學的基本概念，密碼模型，經(jīng)典密碼體制，現(xiàn)代密碼學。

（2）教學要求：掌握數(shù)據(jù)安全的基本概念，了解密碼學的發(fā)展歷史，掌握基于變換或

置換的加密方法，掌握流密碼與分組密碼的概念，掌握

DES算法和

RSA算法，了解散列函數(shù)

與消息摘要原理，掌握數(shù)字簽名技術，掌握文本水印和圖像水印的基本概念，實踐

MD5算法

案例，實踐數(shù)字簽名案例。

（3）重點與難點：數(shù)據(jù)安全的基本概念，密碼學的發(fā)展歷史；基于變換或置換的加密

方法，流密碼與分組密碼的概念，DES算法和

RSA算法；數(shù)字簽名技術，文本水印和圖像水印的基本概念。

4.隱私安全

（1）教學內(nèi)容：隱私定義；隱私度量；隱私威脅；數(shù)據(jù)庫隱私；位置隱私；外包數(shù)據(jù)

隱私。

（2）教學要求：掌握隱私安全的概念，了解隱私安全與信息安全的聯(lián)系與區(qū)別，掌握

隱私度量方法，掌握數(shù)據(jù)庫隱私保護技術，掌握位置隱私保護技術，掌握數(shù)據(jù)共享隱私保護方法，實踐外包數(shù)據(jù)加密計算案例。

（3）重點與難點：隱私安全的概念，隱私安全與信息安全的聯(lián)系與區(qū)別；隱私度量方法，數(shù)據(jù)庫隱私保護技術，位置隱私保護技術；數(shù)據(jù)共享隱私保護方法。

5.系統(tǒng)安全

（1）教學內(nèi)容：系統(tǒng)安全的概念；惡意攻擊；入侵檢測；攻擊防護；網(wǎng)絡安全通信協(xié)

議。

（2）教學要求：掌握網(wǎng)絡與系統(tǒng)安全的概念，了解惡意攻擊的概念、原理和方法，掌握入侵檢測的概念、原理和方法，掌握攻擊防護技術的概念與原理，掌握防火墻原理，掌握病毒查殺原理，了解網(wǎng)絡安全通信協(xié)議。

（3）重點與難點：雙音多頻信號的概念以及雙音多頻編譯碼器工作原理；信號編解碼器芯片引腳組成與工作原理，信號編解碼器芯片的典型應用電路圖及軟件編程。

6.無線網(wǎng)絡安全

（1）教學內(nèi)容：無線網(wǎng)絡概述；

無線網(wǎng)絡安全威脅；

WiFi

安全技術；

3G安全技術；

ZigBee

安全技術；藍牙安全技術。

（2）教學要求：掌握無線網(wǎng)絡概念、分類，理解無線網(wǎng)絡安全威脅，掌握

WiFi

安全技

術，掌握

3G安全技術，掌握

ZigBee

安全技術，掌握藍牙安全技術，實踐

WiFi

安全配置案

例。

（3）重點與難點：

無線網(wǎng)絡概念、分類，理解無線網(wǎng)絡安全威脅；

WiFi

安全技術，WiFi

安全配置案例；

3G安全技術，ZigBee

安全技術，藍牙安全技術。

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四、課程教學時數(shù)分配

學時分配

序號

教學內(nèi)容

學時

講課

實驗

其他

物聯(lián)網(wǎng)與信息安全

物聯(lián)網(wǎng)的安全體系

數(shù)據(jù)安全

隱私安全

系統(tǒng)安全

無線網(wǎng)絡安全

復

習

小

計

五、教學組織與方法

1.課程具體實施主要采用課堂理論講授方式，以傳統(tǒng)黑板板書的手段進行授課。

2.在以課堂理論講授為主的同時，適當布置課后作業(yè)以檢驗和加強學生對講授知識的理解和掌握；

適時安排分組討論課，鼓勵學生自行查找資料設計電路，并在課堂上發(fā)表自己的設計成果。

六、課程考核與成績評定

1、平時考核：主要對學生的課程作業(yè)、課堂筆記、課堂表現(xiàn)進行綜合考核。平時考核的成績占學期課程考核成績的30%。

2、期末考核：是對學生一個學期所學課程內(nèi)容的綜合考核，采用閉卷考試的形式，考

試內(nèi)容以本學期授課內(nèi)容為主?？荚嚦煽冋紝W期課程考核成績的70%。

七、推薦教材和教學參考書目與文獻

推薦教材：《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》，桂小林主編；機械工業(yè)出版社，2012

年。

參考書目與文獻：

《物聯(lián)網(wǎng)導論》，劉云浩主編；科學出版社，2013

年。

《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用導論》，暴建民主編；

人民郵電出版社，2013

年。

《物聯(lián)網(wǎng)技術及應用》，薛燕紅主編；清華大學出版社，2012

年。

大綱制訂人：

大綱審定人：

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第三篇：物聯(lián)網(wǎng)信息安全論文投稿《科技信息》

物聯(lián)網(wǎng)信息安全論文投稿《科技信息》

推薦期刊：《科技信息》

期刊簡介：《科技信息》(旬刊)雜志是經(jīng)國家新聞出版署批準、山東省科技廳主管的國內(nèi)公開發(fā)行的公開出版物。是省級刊物、山東省優(yōu)秀期刊?！犊萍夹畔ⅰ冯s志以第一線科技、教育工作者為讀者對象，追蹤科研、教育工作新動態(tài)，反映科教工作者的言論和呼聲，關注基層科教工作者在其理論領域內(nèi)的探索、創(chuàng)新實踐活動和學術研究成果，是廣大科教工作者闡釋觀點的理論平臺?！犊萍夹畔ⅰ冯s志重點刊欄目有：本刊重稿、科教視野、高校講臺、職業(yè)教育、教改前沿、教學研究、治校方略、企業(yè)與經(jīng)濟管理、建筑與工程、交通與路政、計算機與信息技術、機械與電子、圖書與檔案管理、醫(yī)療與保健、環(huán)保與綠化、農(nóng)業(yè)科學苑、法制論壇、黨建與政工、理論縱橫、問題與探討、財稅科技、金融之窗等?！犊萍夹畔ⅰ冯s志國際標準刊號：ISSN1001-9960，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN37-1021/N，郵發(fā)代號：24-72，為國際標準大16開本。全年36期，每月出刊3次，上、中、下旬均單獨計期，各為1-12期。投稿方式以發(fā)電子郵件為主。稿件要求按國際期刊標準格式，題目要簡潔，切中主旨，文前要有“摘要”、“關鍵詞”，文后要加注“參考文獻”、第一、二作者個人簡介、作者單位、詳細通信地址、電話(手機)和電子信箱等。《科技信息》雜志現(xiàn)面向科技、教育、金融、法學、醫(yī)療、行政管理，尤其是建筑與工程行業(yè)、全國大中專院校等部門誠征優(yōu)秀稿件。歡迎投稿。

主管單位：山東省科學技術廳

主辦單位：山東省技術開發(fā)服務中心

主

編：王建一

刊

期：旬刊

創(chuàng)刊時間：1984-01-01

編輯Q Q :1966715440

國內(nèi)統(tǒng)一刊號：37-1021/N

國際標準刊號：1001-9960

2015年 第06期目錄

卷首語

(3)攀登科學高峰離不開科研精神聲音

(6)聲音本刊特稿

(8)喜看麥花千重浪——記齊魯時代楷模、中國工程院院士趙振東郭春雨;秦昊

本期專題

(14)眾創(chuàng)空間：給夢想行個方便——濟南眾創(chuàng)空間取樣調查郭春雨

(20)對話“智庫”——天使投資：有錢，也不任性郭春雨;秦景光;王希勝

區(qū)域創(chuàng)新

(22)適應新常態(tài) 運用新思維依靠科技創(chuàng)新為經(jīng)濟社會發(fā)展注入強大動力(25)為縣域經(jīng)濟“解鎖”——寧津縣科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園工作實錄郭春雨;秦昊

關注

(28)山東省供銷社攜手京東共推農(nóng)村流通現(xiàn)代化薛金

調研報告

(32)2015年一季度全省技術交易情況分析無[1,2]

第四篇：物聯(lián)網(wǎng)的信息安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的安全問題

摘要：物聯(lián)網(wǎng)，通俗的來說就利用傳感器、射頻識別技術、二維碼等作為感知元器件，通過一些基礎的網(wǎng)絡（互聯(lián)網(wǎng)、個人區(qū)域網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)等）來實現(xiàn)物與物、人與物、人與人的互聯(lián)溝通，進而形成一種“物物相連的網(wǎng)絡”?！拔锫?lián)網(wǎng)”的誕生也為人們的生活帶來了很大的方便，但是科技的發(fā)展總是會出現(xiàn)更多需要解決的難題，在物聯(lián)網(wǎng)中，一個最大的、最困難、最艱巨的問題就是如何更好的解決物聯(lián)網(wǎng)的安全問題，如何給人們帶來方便的同時給人們一個更可靠、更安全、更有保障的服務[1]。本文分析了物聯(lián)網(wǎng)所面臨的安全問題，討論了物聯(lián)網(wǎng)安全問題所涉及的六大關系，分析物聯(lián)網(wǎng)安全中的重要技術，最后提出了物聯(lián)網(wǎng)的安全機制，以期對物聯(lián)網(wǎng)的建設發(fā)展起到積極的建言作用。關鍵字 物聯(lián)網(wǎng)、安全性、可靠性、引言

1999年美國麻省理工學院（MIT）成立了自動識別技術中心，構想了基于REID的物聯(lián)網(wǎng)的概念, 提出了產(chǎn)品電子碼（EPC）概念。在我國，自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”戰(zhàn)略后“物聯(lián)網(wǎng)”一時成為國內(nèi)熱點，迅速得到了政府、企業(yè)和學術界的廣泛關注。在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，道路、房屋、車輛、家用電器等各類物品，甚至是動物、人類，將與芯片、寬帶等連接起來，這個巨大的網(wǎng)絡不僅可以實現(xiàn)人與物的通信和感知，而且還可以實現(xiàn)物與物之間的感知、通信和相互控制。由于在物聯(lián)網(wǎng)建設當中，設計到未來網(wǎng)絡和信息資源的掌控與利用，并且建設物聯(lián)網(wǎng)還能夠帶動我國一系列相關產(chǎn)業(yè)的國際競爭能力和自主創(chuàng)新能力的提高，所以加快物聯(lián)網(wǎng)技術的研究和開發(fā)，促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)張，已經(jīng)成為我國戰(zhàn)略發(fā)展的需求。

從技術的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎建立起來的，所以互聯(lián)網(wǎng)所遇到的信息安全問題，在物聯(lián)網(wǎng)中都會存在，只是在危害程度和表現(xiàn)形式上有些不同。從應用的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)氖谴罅坑嘘P企業(yè)經(jīng)營的金融、生產(chǎn)、物流、銷售數(shù)據(jù)，我們保護這些有經(jīng)濟價值的數(shù)據(jù)的安全比保護互聯(lián)網(wǎng)上視屏、游戲數(shù)據(jù)的安全要重要的多，困難的多。從構成物聯(lián)網(wǎng)的端系統(tǒng)的角度來看，大量的數(shù)據(jù)是由RFID與無線傳感器網(wǎng)絡的傳感器產(chǎn)生的，并且通過無線的信道進行傳輸，然而無線信道比較容易受到外部惡意節(jié)點的攻擊。從信息與網(wǎng)絡安全的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)作為一個多網(wǎng)的異構融合網(wǎng)絡，不僅僅存在與傳感網(wǎng)網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡和因特網(wǎng)同樣的安全問題，同時還有其特殊性，如隱私保護問題、異構網(wǎng)絡的認證與訪問控制問題、信息的存儲與管理等。文獻[3]認為數(shù)據(jù)與隱私保護是物聯(lián)網(wǎng)應用過程中的挑戰(zhàn)之一。因此，物聯(lián)網(wǎng)所遇到的信息安全問題會比互聯(lián)網(wǎng)更多，我們必須在研究物聯(lián)網(wǎng)應用的同時，從道德教育、技術保障和法制環(huán)境三個角度出發(fā)，為我們的物聯(lián)網(wǎng)健康的發(fā)展創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。

1.物聯(lián)網(wǎng)的安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的應用給人們的生活帶來了很大的方便，比如我們不在需要裝著大量的現(xiàn)金去購物，我們可以通過一個很小的射頻芯片就能夠感知我們身體體征狀況，我們還可以使用終端設備控制家中的家用電器，讓我們的生活變得更加人性化、智能化、合理化。如果在物聯(lián)網(wǎng)的應用中，網(wǎng)絡安全無法保障，那么個人隱私、物品信息等隨時都可能被泄露。而且如果網(wǎng)絡不安全，物聯(lián)網(wǎng)的應用為黑客提供了遠程控制他人物品、甚至操縱一個企業(yè)的管理系統(tǒng)，一個城市的供電系統(tǒng)，奪取一個軍事基地的管理系統(tǒng)的可能性。我們不能否認，物聯(lián)網(wǎng)在信息安全方面存在許多的問題，這些安全問題主要體現(xiàn)在一下幾個方面。1.1 感知節(jié)點和感知網(wǎng)絡的安全問題

在無線傳感網(wǎng)中，通常是將大量的傳感器節(jié)點投放在人跡罕至或者環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下，感知節(jié)點不僅僅數(shù)目龐大而且分布的范圍也很大，攻擊者可以輕易的接觸到這些設備，從而對它們造成破壞，甚至通過本地操作更換機器的軟硬件。通常情況下，傳感器節(jié)點所有的操作都依靠自身所帶的電池供電，它的計算能力、存儲能力、通信能力受到結點自身所帶能源的限制，無法設計復雜的安全協(xié)議，因而也就無法擁有復雜的安全保護能力。而感知結點不僅要進行數(shù)據(jù)傳輸，而且還要進行數(shù)據(jù)采集、融合和協(xié)同工作。同時，感知網(wǎng)絡多種多樣，從溫度測量到水文監(jiān)控，從道路導航到自動控制，它們的數(shù)據(jù)傳輸和消息也沒有特定的標準，所以沒法提供統(tǒng)一的安全保護體系[2]。1.2 自組網(wǎng)的安全問題

自組網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的末梢網(wǎng)，由于它拓撲的動態(tài)變化會導致節(jié)點間信任關系的不斷變化，這給密鑰管理帶來很大的困難。同時，由于節(jié)點可以自由漫游，與鄰近節(jié)點通信的關系在不斷地改變，節(jié)點加入或離開無需任何聲明，這樣就很難為節(jié)點建立信任關系，以保證兩個節(jié)點之間的路徑上不存在想要破壞網(wǎng)絡的惡意節(jié)點。路由協(xié)議中的現(xiàn)有機制還不能處理這種惡意行為的破壞。1.3核心網(wǎng)絡安全問題

物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡應當具備有相對完整的保護能力，只有這樣才能夠使物聯(lián)網(wǎng)具備有更高的安全性和可靠性，但是在物聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點的數(shù)目十分的龐大，而且以集群方式存在，因此會導致在數(shù)據(jù)傳輸時，由于大量機器的數(shù)據(jù)發(fā)送而造成網(wǎng)絡擁塞。而且，現(xiàn)有通行網(wǎng)絡是面向連接的工作方式，而物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用必須解決地址空間空缺和網(wǎng)絡安全標準等問題，從目前的現(xiàn)狀看物聯(lián)網(wǎng)對其核心網(wǎng)絡的要求，特別是在可信、可知、可管和可控等方面，遠遠高于目前的IP網(wǎng)所提供的能力，因此認為物聯(lián)網(wǎng)必定會為其核心網(wǎng)絡采用數(shù)據(jù)分組技術。此外，現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡的安全架構均是從人的通信角度設計的，并不完全適用于機器間的通信，使用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)安全機制會割裂物聯(lián)網(wǎng)機器間的邏輯關系。1.4物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的安全問題

通常在物聯(lián)網(wǎng)形成網(wǎng)絡時，是將現(xiàn)有的設備先部署后連接網(wǎng)絡，然而這些聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點沒有人來看守，所以如何對物聯(lián)網(wǎng)的設備進行遠程簽約信息和業(yè)務信息配置就成了難題。另外，物聯(lián)網(wǎng)的平臺通常是很龐大的，要對這個龐大的平臺進行管理我們必須需要一個更為強大的安全管理系統(tǒng)，否則獨立的平臺會被各式各樣的物聯(lián)網(wǎng)應用所淹沒，但如此一來，如何對物聯(lián)網(wǎng)機器的日志等安全信息進行管理成為新的問題，并且可能割裂網(wǎng)絡與業(yè)務平臺之間的信任關系，導致新一輪安全問題的產(chǎn)生。1.5 RFID系統(tǒng)安全問題

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，識別工作無需人工干預，操作也非常方便。RFID系統(tǒng)同傳統(tǒng)的Internet一樣，容易受到各種攻擊，這主要是由于標簽和讀寫器之間的通信是通過電磁波的形式實現(xiàn)的，其過程中沒有任何物理或者可視的接觸，這種非接觸和無線通信存在嚴重安全隱患。RFID 的安全缺陷主要表現(xiàn)在以下三方面：

（1）RFID標識自身訪問的安全性問題。由于RFID標識本身的成本所限，使之很難具備足以自身保證安全的能力。這樣，就面臨很大的問題。非法用戶可以利用合法的讀寫器或者自制的一個讀寫器，直接與 RFID 標識進行通信。這樣，就可以很容易地獲取RFID標識中的數(shù)據(jù)，并且還能夠修改RFID 標識中的數(shù)據(jù)；

（2）通信信道的安全性問題。RFID使用的是無線通信信道，這就給非法用戶的攻擊帶來了方便。攻擊者可以非法截取通信數(shù)據(jù)；可以通過發(fā)射干擾信號來堵塞通信鏈路，使得讀寫器過載，無法接收正常的標簽數(shù)據(jù)，制造拒絕服務攻擊；可以冒名頂替向RFID發(fā)送數(shù)據(jù)，篡改或偽造數(shù)據(jù)；

（3）RFID讀寫器的安全性問題。RFID讀寫器自身可以被偽造；RFID讀寫器與主機之間的通信可以采用傳統(tǒng)的攻擊方法截獲。所以，RFID讀寫器自然也是攻擊者要攻擊的對象。由此可見，RFID所遇到的安全問題要比通常的計算機網(wǎng)絡安全問題要復雜得多。物聯(lián)網(wǎng)安全架構

物聯(lián)網(wǎng)安全結構架構也就是采集到的數(shù)據(jù)如何在層次架構的各個層之間進行傳輸?shù)?，在各個層次中安全和管理貫穿于其中，圖1顯示了物聯(lián)網(wǎng)的層次架構。

應用層支撐層傳輸層感知層智能電網(wǎng)、智能家居、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘、智能計算、并行計算、云計算GMS、3G通信網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)RFID、二維碼、傳感器紅外感應圖1物聯(lián)網(wǎng)的層次結構

網(wǎng)絡管理與安全 感知層通過各種傳感器節(jié)點獲取各類數(shù)據(jù)，包括物體屬性、環(huán)境狀態(tài)、行為狀態(tài)等動態(tài)和靜態(tài)信息，通過傳感器網(wǎng)絡或射頻閱讀器等網(wǎng)絡和設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)在感知層的匯聚和傳輸；傳輸層主要通過移動通信網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡基礎實施，實現(xiàn)對感知層信息的接入和傳輸；支撐層是為上層應用服務建立起一個高效可靠的支撐技術平臺，通過并行數(shù)據(jù)挖掘處理等過程，為應用提供服務，屏蔽底層的網(wǎng)絡、信息的異構性；應用層是根據(jù)用戶的需求，建立相應的業(yè)務模型，運行相應的應用系統(tǒng)。

在每個層之間我們究竟該采取哪些安全措施呢？如圖2所示為物聯(lián)網(wǎng)在不同層次采取的安全。

應用環(huán)境安全技術可信終端、身份認證、訪問控制、安全審計等網(wǎng)絡安全環(huán)境技術無線網(wǎng)安全、虛擬專用網(wǎng)、傳輸安全、安全路由、防火墻、安全審計等信息安全防御關鍵技術攻擊監(jiān)測、病毒防治、訪問控制、內(nèi)容分析、應急反應。戰(zhàn)略預警等信息安全基礎核心技術密碼技術、高速芯片密碼、公鑰基礎設施、信息系統(tǒng)平臺安全等

圖2物聯(lián)網(wǎng)安全技術架構

圖2中所示以密碼技術為核心的基礎信息安全平臺及基礎設施建設是物聯(lián)網(wǎng)安全，特別是數(shù)據(jù)隱私保護的基礎，安全平臺同時包括安全事件應急響應中心、數(shù)據(jù)備份和災難恢復設施、安全管理等。安全防御技術主要是為了保證信息的安全而采用的一些方法，在網(wǎng)絡和通信傳輸安全方面，主要針對網(wǎng)絡環(huán)境的安全技術，如VPN、路由等，實現(xiàn)網(wǎng)絡互連過程的安全，旨在確保通信的機密性、完整性和可用性。而應用環(huán)境主要針對用戶的訪問控制與審計，以及應用系統(tǒng)在執(zhí)行過程中產(chǎn)生的安全問題[3]。

3物聯(lián)網(wǎng)中安全的關鍵技術

物聯(lián)網(wǎng)中涉及安全的關鍵技術主要有一下幾點：（1）密鑰管理機制

密匙作為物聯(lián)網(wǎng)安全技術的基礎，它就像一把大門的鑰匙一樣，在網(wǎng)絡安全中起著決定性作用。對于互聯(lián)網(wǎng)由于不存在計算機資源的限制，非對稱和對稱密鑰系統(tǒng)都可以適用，移動通信網(wǎng)是一種相對集中式管理的網(wǎng)絡，而無線傳感器網(wǎng)絡和感知節(jié)點由于計算資源的限制，對密鑰系統(tǒng)提出了更多的要求，因此，物聯(lián)網(wǎng)密鑰管理系統(tǒng)面臨兩個主要問題：一是如何構建一個貫穿多個網(wǎng)絡的統(tǒng)一密鑰管理系統(tǒng)，并與物聯(lián)網(wǎng)的體系結構相適應；二是如何解決WSN中的密鑰管理問題，如密鑰的分配、更新、組播等問題。

實現(xiàn)統(tǒng)一的密匙管理系統(tǒng)可以采用兩種方法：一種是以互聯(lián)網(wǎng)為中心的集中式管理方法，另外一種是以各自網(wǎng)絡為中心的分布式管理方法。在此模式下，互聯(lián)網(wǎng)和移動通訊網(wǎng)比較容易實現(xiàn)對密匙進行管理，但是在WSN環(huán)境中對匯聚點的要求就比較高了，盡管我們可以在WSN中采用簇頭選擇方法，推選簇頭，形成層次式網(wǎng)絡結構，每個節(jié)點與相應的簇頭通信，簇頭間以及簇頭與匯聚節(jié)點之間進行密鑰的協(xié)商，但對多跳通信的邊緣節(jié)點、以及由于簇頭選擇算法和簇頭本身的能量消耗，使WSN的密鑰管理成為解決問題的關鍵。

（2）安全路由協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)安全路由協(xié)議中我們要至少解決兩個問題，一是多網(wǎng)融合的路由問題；二是傳感網(wǎng)的路由問題。前者可以考慮將身份標識映射成類似的IP地址，實現(xiàn)基于地址的統(tǒng)一路由體系；后者是由于WSN的計算資源的局限性和易受到攻擊的特點，要設計抗攻擊的安全路由算法。

WSN中路由協(xié)議常受到的攻擊主要有以下幾類：虛假路由信息攻擊、選擇性轉發(fā)攻擊、污水池攻擊、女巫攻擊、蟲洞攻擊、Hello洪泛攻擊、確認攻擊等。表1列出了一些針對路由的常見攻擊，表2為抗擊這些攻擊可以采用的方法。

表1常見的路由攻擊

路由協(xié)議

TinyOS信標 定向擴算 地理位置路由 最低成本轉發(fā) 謠傳路由

能量節(jié)約的拓撲維護 聚簇路由協(xié)議

表2路由攻擊的應對方法

攻擊類型

外部攻擊和鏈路層安全 女巫攻擊

HELLO泛洪攻擊 蟲洞和污水池 選擇性轉發(fā)攻擊 認證廣播和泛洪

解決方法

鏈路層加密和認證 身份認證 雙向鏈路認證

很難防御，必須在設計路由協(xié)議時考慮，如基于地理位置路由 多徑路由技術 廣播認證

安全威脅

虛假路由信息、選擇性轉發(fā)、女巫、蟲洞、HELLO泛洪、污水池

虛假路由信息、選擇性轉發(fā)、女巫、蟲洞、HELLO泛洪、污水池

虛假路由信息、選擇性轉發(fā)、女巫

虛假路由信息、選擇性轉發(fā)、女巫、蟲洞、HELLO泛洪、污水池

虛假路由信息、選擇性轉發(fā)、女巫、蟲洞、污水池

虛假路由信息、女巫、HELLO泛洪 選擇性轉發(fā)、HELLO泛洪

針對無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳送的特點，目前已提出許多較為有效的路由技術。按路由算法的實現(xiàn)方法劃分，有洪泛式路由，如Gossiping等；以數(shù)據(jù)為中心的路由，如DirectedDiffusion、SPIN等：層次式路由，如LEACH(low energy adaptive clust eringhierarchy)、TEEN等；基于位置信息的路由，如GPSR、GEAR等[3]。

（1）認證與訪問控制

對用戶訪問網(wǎng)絡資源的權限進行嚴格的多等級認證和訪問控制，進行用戶身份認證，對口令加密、更新和鑒別，設置用戶訪問目錄和文件的權限，控制網(wǎng)絡設備配置的權限等。例如，可以在通信前進行節(jié)點與節(jié)點的身份認證；設計新的密鑰協(xié)商方案，使得即使有一小部分節(jié)點被操縱后，攻擊者也不能或很難從獲取的節(jié)點信息推導出其他節(jié)點的密鑰信息。另外，還可以通過對節(jié)點設計的合法性進行認證等措施來提高感知終端本身的安全性能。

（2）數(shù)據(jù)處理與隱私性

物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)要經(jīng)過信息感知、獲取、匯聚、融合、傳輸、存儲、挖掘、決策和控制等處理流程，而末端的感知網(wǎng)絡幾乎要涉及上述信息處理的全過程，只是由于傳感節(jié)點與匯聚點的資源限制，在信息的挖掘和決策方面不占居主要的位置。物聯(lián)網(wǎng)應用不僅面臨信息采集的安全性，也要考慮到信息傳送的私密性，要求信息不能被篡改和非授權用戶使用，同時，還要考慮到網(wǎng)絡的可靠、可信和安全。物聯(lián)網(wǎng)能否大規(guī)模推廣應用，很大程度上取決于其是否能夠保障用戶數(shù)據(jù)和隱私的安全。

就傳感網(wǎng)而言，在信息的感知采集階段就要進行相關的安全處理，如對RFID采集的信息進行輕量級的加密處理后，再傳送到匯聚節(jié)點。這里要關注的是對光學標簽的信息采集處理與安全，作為感知端的物體身份標識，光學標簽顯示了獨特的優(yōu)勢，而虛擬光學的加密解密技術為基于光學標簽的身份標識提供了手段，基于軟件的虛擬光學密碼系統(tǒng)由于可以在光波的多個維度進行信息的加密處理，具有比一般傳統(tǒng)的對稱加密系統(tǒng)有更高的安全性，數(shù)學模型的建立和軟件技術的發(fā)展極大地推動了該領域的研究和應用推廣。

（3）入侵檢測和容侵容錯技術

通常在網(wǎng)絡中存在惡意入侵的節(jié)點，在這種情況下，網(wǎng)絡仍然能夠正常的進行工作，這就是所謂的容侵。WSN的安全隱患在于網(wǎng)絡部署區(qū)域的開放性以及無線電網(wǎng)絡的廣播特性，攻擊者往往利用這兩個特性，通過阻礙網(wǎng)絡中節(jié)點的正常工作，進而破壞整個傳感器網(wǎng)絡的運行，降低網(wǎng)絡的可用性。在惡劣的環(huán)境中或者是人跡罕至的地區(qū)，這里通常是無人值守的，這就導致WSN缺少傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的物理上的安全，傳感器節(jié)點很容易被攻擊者俘獲、毀壞或妥協(xié)?，F(xiàn)階段無線傳感器網(wǎng)絡的容侵技術主要集中于網(wǎng)絡的拓撲容侵、安全路由容侵以及數(shù)據(jù)傳輸過程中的容侵機制。我們就結合一種WSN中的容侵框架，進行探討WSN中是如何對網(wǎng)絡的安全做維護。容侵框架包括三個部分：

判定惡意節(jié)點：主要任務是要找出網(wǎng)絡中的攻擊節(jié)點或被妥協(xié)的節(jié)點?；倦S機發(fā)送一個通過公鑰加密的報文給節(jié)點，為了回應這個報文，節(jié)點必須能夠利用其私鑰對報文進行解密并回送給基站，如果基站長時間接收不到節(jié)點的回應報文，則認為該節(jié)點可能遭受到入侵。另一種判定機制是利用鄰居節(jié)點的簽名。如果節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包給基站，需要獲得一定數(shù)量的鄰居節(jié)點對該數(shù)據(jù)包的簽名。當數(shù)據(jù)包和簽名到達基站后，基站通過驗證簽名的合法性來判定數(shù)據(jù)包的合法性，進而判定節(jié)點為惡意節(jié)點的可能性。

發(fā)現(xiàn)惡意節(jié)點后啟動容侵機制：當基站發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的可能存在的惡意節(jié)點后，則發(fā)送一個信息包告知惡意節(jié)點周圍的鄰居節(jié)點可能的入侵情況。因為還不能確定節(jié)點是惡意節(jié)點，鄰居節(jié)點只是將該節(jié)點的狀態(tài)修改為容侵，即節(jié)點仍然能夠在鄰居節(jié)點的控制下進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)。

通過節(jié)點之間的協(xié)作，對惡意節(jié)點做出處理決定(排除或是恢復)：一定數(shù)量的鄰居節(jié)點產(chǎn)生編造的報警報文，并對報警報文進行正確的簽名，然后將報警報文轉發(fā)給惡意節(jié)點。鄰居節(jié)點監(jiān)測惡意節(jié)點對報警報文的處理情況。正常節(jié)點在接收到報警報文后，會產(chǎn)生正確的簽名，而惡意節(jié)點則可能產(chǎn)生無效的簽名。鄰居節(jié)點根據(jù)接收到的惡意節(jié)點的無效簽名的數(shù)量來確定節(jié)點是惡意節(jié)點的可能性。通過各個鄰居節(jié)點對節(jié)點是惡意節(jié)點性測時信息的判斷，選擇攻擊或放棄。

4在物聯(lián)網(wǎng)安全問題中的六大關系

（1）物聯(lián)網(wǎng)安全與現(xiàn)實社會的關系

我們知道，是生活在現(xiàn)實社會的人類創(chuàng)造了網(wǎng)絡虛擬社會的繁榮，同時也是人類制造了網(wǎng)絡虛擬社會的麻煩。現(xiàn)實世界中真善美的東西，網(wǎng)絡的虛擬社會都會有。同樣，現(xiàn)實社會中丑陋的東西，網(wǎng)絡的虛擬社會一般也會有，只是表現(xiàn)形式不一樣?；ヂ?lián)網(wǎng)上如此之多的信息安全問題是人類自身制造的。同樣，物聯(lián)網(wǎng)的安全也是現(xiàn)實社會安全問題的反映。因此，我們在建設物聯(lián)網(wǎng)的同時，需要拿出更大的精力去應對物聯(lián)網(wǎng)所面臨的更加復雜的信息安全問題。物聯(lián)網(wǎng)安全是一個系統(tǒng)的社會工程，光靠技術來解決物聯(lián)網(wǎng)安全問題是不可能的，它必然要涉及技術、政策、道德與法律規(guī)范。（2）物聯(lián)網(wǎng)安全與計算機、計算機網(wǎng)絡安全的關系

所有的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)都是建立在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境之中的，因此，物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的安全都是建立在互聯(lián)網(wǎng)安全的基礎之上的?；ヂ?lián)網(wǎng)包括端系統(tǒng)與網(wǎng)絡核心交換兩個部分。端系統(tǒng)包括計算機硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等，而運行物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)的大型服務器或服務器集群，及用戶的個人計算機都是以固定或移動方式接入到互聯(lián)網(wǎng)中的，它們是保證物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)正常運行的基礎。任何一種物聯(lián)網(wǎng)功能和服務的實現(xiàn)都需要通過網(wǎng)絡核心交換在不同的計算機系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交互。病毒、木馬、蠕蟲、腳本攻擊代碼等惡意代碼可以利用 E-mail、FTP與 Web 系統(tǒng)進行傳播，網(wǎng)絡攻擊、網(wǎng)絡誘騙、信息竊取可以在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中進行。那么，它們同樣會對物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)構成威脅。如果互聯(lián)網(wǎng)核心交換部分不安全了，那么物聯(lián)網(wǎng)信息安全的問題就無從談起。因此，保證網(wǎng)絡核心交換部分的安全，以及保證計算機系統(tǒng)的安全是保障物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)安全的基礎[4]。

（3）物聯(lián)網(wǎng)安全與密碼學的關系

密碼學是信息安全研究的重要工具，在網(wǎng)絡安全中有很多重要的應用，物聯(lián)網(wǎng)在用戶身份認證、敏感數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用苌隙紩褂玫矫艽a技術[4]。但是物聯(lián)網(wǎng)安全涵蓋的問題遠不止密碼學涉及的范圍。密碼學是數(shù)學的一個分支，它涉及數(shù)字、公式與邏輯。數(shù)學是精確的和遵循邏輯規(guī)律的，而計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的安全涉及的是人所知道的事、人與人之間的關系、人和物之間的關系，以及物與物之間的關系。物是有價值的，人是有欲望的，是不穩(wěn)定的，甚至是難于理解的。因此，密碼學是研究網(wǎng)絡安全所必需的一個重要的工具與方法，但是物聯(lián)網(wǎng)安全研究所涉及的問題要廣泛得多。

（4）物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關系

物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上進一步發(fā)展了人與物、物與物之間的交互，它將越來越多地應用于現(xiàn)代社會的政治、經(jīng)濟、文化、教育、科學研究與社會生活的各個領域，物聯(lián)網(wǎng)安全必然會成為影響社會穩(wěn)定、國家安全的重要因素之一。因此，網(wǎng)絡安全問題已成為信息化社會的一個焦點問題。每個國家只有立足于本國，研究網(wǎng)絡安全體系，培養(yǎng)專門人才，發(fā)展網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)，才能構筑本國的網(wǎng)絡與信息安全防范體系。如果哪個國家不重視網(wǎng)絡與信息安全，那么他們必將在未來的國際競爭中處于被動和危險的境地。（5）物聯(lián)網(wǎng)安全與信息安全共性技術的關系

對于物聯(lián)網(wǎng)安全來說，它既包括互聯(lián)網(wǎng)中存在的安全問題（即傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡環(huán)境中信息安全共性技術），也有它自身特有的安全問題（即物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息安全的個性技術）[4]。物聯(lián)網(wǎng)信息安全的個性化問題主要包括無線傳感器網(wǎng)絡的安全性與 RFID 安全性問題。

（6）物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)建設與安全系統(tǒng)建設的關系

網(wǎng)絡技術不是在真空之中，物聯(lián)網(wǎng)是要提供給全世界的用戶使用的，網(wǎng)絡技術人員在研究和開發(fā)一種新的物聯(lián)網(wǎng)應用技術與系統(tǒng)時，必須面對一個復雜的局面。成功的網(wǎng)絡應用技術與成功的應用系統(tǒng)的標志是功能性與安全性的統(tǒng)一。不應該簡單地把物聯(lián)網(wǎng)安全問題看做是從事物聯(lián)網(wǎng)安全技術工程師的事，而是每位信息技術領域的工程師與管理人員共同面對的問題。在規(guī)劃一種物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)時，除了要規(guī)劃出建設系統(tǒng)所需要的資金，還需要考慮拿出一定比例的經(jīng)費用于安全系統(tǒng)的建設。這是一個系統(tǒng)設計方案成熟度的標志[3]。物聯(lián)網(wǎng)的建設涉及更為廣闊的領域，因此物聯(lián)網(wǎng)的安全問題應該引起我們更加高度的重視。

4．結束語

目前物聯(lián)網(wǎng)的研究與應用剛剛開始，我們?nèi)狈ψ銐虻墓芾斫?jīng)驗，更談不上保護物聯(lián)網(wǎng)安全運行的法律規(guī)范。如果我們在開始研究技術及應用的同時，不能夠組織力量同步研究物聯(lián)網(wǎng)安全技術、物聯(lián)網(wǎng)應用中的道德與法律問題，我們就不可能保證物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。所以物聯(lián)網(wǎng)的安全研究任重而道遠。

在無線傳感器網(wǎng)絡安全方面，人們就密鑰管理、安全路由、認證與訪問控制、數(shù)據(jù)隱私保護、入侵檢測與容錯容侵、以及安全決策與控制等方面進行了相關研究，密鑰管理作為多個安全機制的基礎一直是研究的熱點，但并沒有找到理想的解決方案，要么尋求更輕量級的加密算法，要么提高傳感器節(jié)點的性能，目前的方法距實際應用還有一定的距離，特別是至今為止，真正的大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡的實際應用仍然太少，多跳自組織網(wǎng)絡環(huán)境下的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理（如路由和數(shù)據(jù)融合）使很多理論上的小規(guī)模仿真失去意義，而在這種環(huán)境下的安全問題才是傳感網(wǎng)安全的難點所在。

參考文獻

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第五篇：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系未來規(guī)劃

2015年初步形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系

中國政府網(wǎng)17日公布的《國務院關于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導意見》提出，到2015年，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟社會重要領域的規(guī)模示范應用，突破一批核心技術，初步形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，安全保障能力明顯提高。

《指導意見》指出，發(fā)展壯大一批骨干企業(yè)，培育一批“專、精、特、新”的創(chuàng)新型中小企業(yè)，形成一批各具特色的產(chǎn)業(yè)集群，打造較完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。

《指導意見》提出了九個方面主要任務，包括加快技術研發(fā)，突破產(chǎn)業(yè)瓶頸；推動應用示范，促進經(jīng)濟發(fā)展；改善社會管理，提升公共服務；壯大核心產(chǎn)業(yè)，提高支撐能力等。其中，加強低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，著力突破物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、軟件、儀器儀表(行情 專區(qū))等基礎共性技術，加快傳感器網(wǎng)絡、智能終端、大數(shù)據(jù)處理、智能分析、服務集成等關鍵技術研發(fā)創(chuàng)新，推進物聯(lián)網(wǎng)與新一代移動通信、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信等技術的融合發(fā)展。

對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商貿(mào)流通、節(jié)能環(huán)保、安全生產(chǎn)等重要領域和交通、能源、水利等重要基礎設施，圍繞生產(chǎn)制造、商貿(mào)流通、物流配送和經(jīng)營管理流程，推動物聯(lián)網(wǎng)技術的集成應用，抓好一批效果突出、帶動性強、關聯(lián)度高的典型應用示范工程。此外，積極探索物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同共贏的新型商業(yè)模式。

《指導意見》明確，加強財稅政策扶持。加大中央財政支持力度，充分發(fā)揮國家科技計劃、科技重大專項的作用，統(tǒng)籌利用好戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資金等支持政策，集中力量推進物聯(lián)網(wǎng)關鍵核心技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，大力支持標準體系、創(chuàng)新能力平臺、重大應用示范工程等建設。

完善投融資政策。鼓勵金融資本、風險投資及民間資本投向物聯(lián)網(wǎng)應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。加快建立包括財政出資和社會資金投入在內(nèi)的多層次擔保體系，加大對物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的融資擔保支持力度。對技術先進、優(yōu)勢明顯、帶動和支撐作用強的重大物聯(lián)網(wǎng)項目優(yōu)先給予信貸支持。積極支持符合條件的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在海內(nèi)外資本市場直接融資。鼓勵設立物聯(lián)網(wǎng)股權投資基金，通過國家新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)投計劃設立一批物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)投資基金。

業(yè)內(nèi)人士認為，《指導意見》出臺將利好該產(chǎn)業(yè)“先鋒”射頻識別領域，包括其中的電子標簽、讀寫器等，信息存儲處理、軟件和IT服務等領域也有待資金進入。