滕萍

遼寧警官高等專科學校 遼寧 116036

0 引言

目前，我國信息化產業(yè)飛速發(fā)展，物聯(lián)網作為新興產業(yè)隨之誕生。物聯(lián)網用途廣泛，對智能交通、環(huán)境保護、公共安全、政府工作、醫(yī)療衛(wèi)生等方面產生了廣泛的影響，物聯(lián)網以其用途的廣泛性備受青睞，同時也為犯罪分子提供了更多的犯罪空間。物聯(lián)網中的信息安全作為物聯(lián)網發(fā)展的阻礙，迅速引起人們的重視。物聯(lián)網中的信息具有敏感性和及時性，如不加以控制必將影響物聯(lián)網的發(fā)展，甚至影響人們的生產生活、社會秩序、人類的生命安全。

1 物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 物聯(lián)網的概念

物聯(lián)網，英文名：Internet of Things(IOT)，也稱為Web of Things。是指通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。

1.2 物聯(lián)網發(fā)展存在的安全隱患

在物聯(lián)網蓬勃發(fā)展的同時，其背后的安全問題也慢慢凸顯。

(1)制度的缺乏

目前，物聯(lián)網理論知識相對發(fā)展較快，但實際應用推進較慢。物聯(lián)網建立在信息傳感、自動控制、射頻識別技術、無線通訊及互聯(lián)網等技術之上，物聯(lián)網的提高將帶動我國整個產業(yè)鏈的逐步提升。同時應完善相應的配套制度和法律法規(guī)，建立物聯(lián)網使用的長效機制，從而加強對物聯(lián)網使用的管理。

(2)信息安全難以保障

射頻識別技術是物聯(lián)網中很重要的關鍵技術，它可能會引發(fā)一些信息安全方面的問題：第一，射頻識別技術的基本功能是自動識別標簽，并且返回信息。如果中途被截獲，很有可能泄露個人信息，無法避免的泄露了個人隱私以及利用信息牟取非法暴利。第二，物聯(lián)網是通過實時數(shù)據的傳遞，從而提高辦事效率和透明度。但這些數(shù)據會將內心深處的想法以及個人愛好暴露無疑。第三，互聯(lián)網是物聯(lián)網中不可或缺的一部分，互聯(lián)網一旦中病毒，無疑將影響物聯(lián)網的智能處理，甚至影響人們的生產生活、社會秩序、人類的生命安全。

(3)污染、耗能嚴重

目前的物聯(lián)網中，大量無謂的信息耗費著互聯(lián)網傳遞信息的能力，耗費著大量的電能，排放二氧化碳。隨著物聯(lián)網的發(fā)展，將會有越來越多的信息需要處理、傳遞。所以，未來的物聯(lián)網發(fā)展中，應規(guī)劃好信息的采集，對有用信息和無用信息進行區(qū)分和篩選。

物聯(lián)網同互聯(lián)網一樣，面臨著管理與控制的一系列問題，如果這些問題得不到很好的解決，將很大程度上制約著物聯(lián)網的發(fā)展。

1.3 本文研究意義

通過對物聯(lián)網的分析，對物聯(lián)網中的信息安全防范有很高的價值，也對物聯(lián)網最終的普及起著至關重要的作用。目前，國內外對物聯(lián)網的關注，主要是其共享平臺和智能性，對物聯(lián)網中的信息安全保護方面略顯不足，沒有采取有效的防范體系，須知物聯(lián)網的信息安全是物聯(lián)網發(fā)展的基石，具有不可替代的作用。本課題淺析物聯(lián)網中信息安全的關鍵元素及其主要方法，也對安全隱私和物聯(lián)網領域的融合有著重要作用。

2 物聯(lián)網概述

2.1 物聯(lián)網的原理

物聯(lián)網體系結構主要分為三個層次：感知層、網絡層、應用層。感知層位于底部，用來感知物聯(lián)網中的數(shù)據；第二層是網絡層，將感知的數(shù)據進行傳輸；最高層是應用層，負責構建物聯(lián)網應用體系。

感知層：接觸物體，對物體信息及現(xiàn)實中發(fā)生的事件信息進行采集，感知層是物聯(lián)網發(fā)展的基礎，是數(shù)據進入互聯(lián)網前的傳感體系，其主要包括感應器、傳感器、以及傳感控制技術等。

網絡層：用于傳遞和處理信息，網絡層主要建立在現(xiàn)有的移動通信網和互聯(lián)網的基礎上。傳感器通過移動通信網和互聯(lián)網，實現(xiàn)廣泛互聯(lián)的功能，把信息準確高效的傳遞給應用層。網絡層實現(xiàn)對數(shù)據的分析、存儲、挖掘。云技術的發(fā)展，是物聯(lián)網網絡層的基礎，它能存儲和分析海量的數(shù)據，也為物聯(lián)網的發(fā)展提供動力。

應用層：感知數(shù)據通過網絡層傳到應用層，應用層利用這些分析過的數(shù)據，為人們提供服務，并與各行各業(yè)相結合，實現(xiàn)廣泛的智能化。應用層不僅能實現(xiàn)各行各業(yè)，各個系統(tǒng)間的信息互通、同步、共享，而且還能實現(xiàn)對各行業(yè)的監(jiān)督，智能交通，城市管理等。應用層是物聯(lián)網與日常生活的的融合，與人們需求向結合，實現(xiàn)智能化。在現(xiàn)有的一些物聯(lián)網應用中，還存在一些不完善不成熟的部分，存在非常多的機遇和挑戰(zhàn)。

2.1.1 物聯(lián)網的關鍵技術

目前，物聯(lián)網已經成為IT界熱門領域，引發(fā)了激烈的研究與探討。物聯(lián)網是人與物、物與物之間的信息管理與傳輸，物聯(lián)網涵蓋了信息的獲取、智能分析、傳輸、存儲全過程。國際電信聯(lián)盟提出，物聯(lián)網主要需要四項關鍵性應用技術：①標簽物品的RFID技術；②感知事物的傳感網絡技術；③思考事物的智能技術；④微縮事物的納米技術。

2.1.2 物聯(lián)網的應用領域

物聯(lián)網中傳感器產品在防入侵系統(tǒng)中得到應用。上海浦東國際機場鋪設了覆蓋地面、護欄、低空的3萬多個傳感器節(jié)點，防止翻越、偷渡等非法行為。在上海世博會上，此技術也廣泛應用，為安保提供極大的幫助。

智能交通系統(tǒng)。利用傳感器技術、即時通訊、計算機與自動控制等實現(xiàn)對交通的實時管理和指揮。交通智能化的前提是交通信息采集，交通信息采集被認為是智能交通系統(tǒng)的關鍵和基礎，也是首要任務。無論是指揮和控制交通，都需要實時的交通信息。

高鐵的建成，無疑推動了物聯(lián)網的發(fā)展，作為物聯(lián)網產業(yè)中投資規(guī)模最大，市場前景最好的產業(yè)之一，正在影響這人們的生產生活。目前，利用物聯(lián)網開發(fā)的刷卡購票，電話購票，網上購票等購票系統(tǒng)，提高了運轉效率，方便了人們的出行。

智能手機與物聯(lián)網的結合。將移動設備和電子商務相結合，方便了消費者與商家的交流和溝通，讓消費者更真實的體驗產品的品質，也能更廣泛的傳播分享產品信息，讓更多人受益。這種智能手機與物聯(lián)網的結合，是手機物聯(lián)網中一項重要的功能。

2.2 物聯(lián)網的特點

物聯(lián)網是連接虛擬網絡與現(xiàn)實世界并實現(xiàn)信息實時交互的新型系統(tǒng)。其核心和基礎仍然是互聯(lián)網，在互聯(lián)網的基礎上發(fā)展。其特點是遍布各地的數(shù)據感知，靠無線網絡進行數(shù)據傳播，并智能化的對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效處理周圍環(huán)境，用戶端可以是物與物、人與物、人與人之間，進行信息交互和通訊?！熬W絡化”、“物聯(lián)化”、“互聯(lián)化”、“自動化”、“感知化”、“智能化”是物聯(lián)網的基本特征。

2.3 物聯(lián)網與互聯(lián)網聯(lián)系與區(qū)別

物聯(lián)網不同于互聯(lián)網，但他們之間存在著許多相似之處。他們的共同點是技術基礎相同，建立不同對象之間的互聯(lián)，用戶的業(yè)務也可以脫離他們進行發(fā)展，并且他們的基礎都是分組數(shù)據技術，分組數(shù)據技術承載著互聯(lián)網和物聯(lián)網的發(fā)展。

物聯(lián)網和互聯(lián)網也有許多不同點，由于物聯(lián)網和互聯(lián)網功能上的不同，其對網絡的功能、性質和要求有所不同?；ヂ?lián)網主要強調網絡的開放性和傳輸性，對網絡的要求最大的傳輸功能和優(yōu)先的資源存儲能力，對信息的控制管理，信息的真?zhèn)味紱]有太多要求；物聯(lián)網對實時性、信息的安全可靠性等都有很高的要求，所以物聯(lián)網有很高的網絡要求，而這些都是互聯(lián)網難以提供的。目前，物聯(lián)網主要應用于智能的小物體，這就要求采用盡量簡單的安全協(xié)議，而像互聯(lián)網這種安全級別高的協(xié)議，不適用物聯(lián)網的現(xiàn)狀。物聯(lián)網對傳輸能力的要求遠高于互聯(lián)網，物聯(lián)網要求必須是實時信息。就這幾個方面來說，物聯(lián)網與互聯(lián)網是有區(qū)別的，物聯(lián)網不是互聯(lián)網的發(fā)展和延伸。

物聯(lián)網是物與物的通信，物與物的通信也能創(chuàng)造意想不到的價值，也能推動通信的發(fā)展，這是物聯(lián)網的價值所在?；ヂ?lián)網的發(fā)展，加速了信息化的進程，帶動了物聯(lián)網的發(fā)展，也為其發(fā)展奠定了基礎，物聯(lián)網是新生事物，實在互聯(lián)網的基礎上建立起來的，物聯(lián)網與互聯(lián)網的發(fā)展是相輔相成，相互促進的。物聯(lián)網在今后的發(fā)展中，應取其精華去其糟粕，在發(fā)展中走向相互融合。

3 物聯(lián)網存在的安全隱患

3.1 什么是物聯(lián)網的安全

物聯(lián)網由感知層、網絡層、應用層構成，其安全形態(tài)主要體現(xiàn)在傳感器、傳輸系統(tǒng)和處理系統(tǒng)這三個要素上。物聯(lián)網的安全主要包括物理安全、傳輸安全以及數(shù)據安全。

物理安全：主要指感知層傳感器的安全，主要包括對傳感器的干擾、截獲、屏蔽等。體現(xiàn)了物聯(lián)網安全的特殊性。

傳輸安全：是從感知層到網絡層再到應用層，以及從傳感器到傳輸系統(tǒng)再到處理系統(tǒng)之間數(shù)據傳輸?shù)陌踩?，存在于物?lián)網的各個部分，是物聯(lián)網應用的重要環(huán)節(jié)，保證物聯(lián)網的正常運行。等同于傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)安全。

數(shù)據安全：是物聯(lián)網得以準確應用的保證，也存在于物聯(lián)網的各個部分，要求在物聯(lián)網的各個部分，數(shù)據都不能被篡改、被竊取。

物聯(lián)網的安全比傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)安全更為復雜，因為傳感器只能使用較為簡單的安全協(xié)議，不能運行復雜的系統(tǒng)。因此，物聯(lián)網不僅面臨著傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全問題，同時也面臨其自身特有的安全威脅。

3.2 物聯(lián)網潛在的安全隱患

3.2.1 無線的信息傳播方式，網絡環(huán)境的不確定性，使信息容易被竊取和干擾

物聯(lián)網在信息傳輸中多采用無線信號，無線信號暴露在外面，很容易成為攻擊者的竊取、干擾、破壞的對象，這將對物聯(lián)網的信息安全產生巨大影響。攻擊者通過竊取正在使用的感知節(jié)點發(fā)射的信號，來獲取信息，甚至偽裝用戶的身份竊取機密文件。攻擊者也可以在無線網覆蓋范圍內，發(fā)射信號干擾無線通信網絡的正常運行，使其不能正常工作，甚至癱瘓。比如在快遞收發(fā)的過程中，對物品的標簽進行干擾，使貨物丟失。

3.2.2 設備、節(jié)點無人看管，容易受到物理操控

物聯(lián)網多用來幫人們完成復雜、危險和機械的工作，這種情況下，物聯(lián)網的許多設備、節(jié)點大多是無人看管無人監(jiān)督的。因此，攻擊者很容易接觸到這些設備，從而對這些設備和節(jié)點進行攻擊和破壞，甚至可以更換設備的軟硬件，對其進行控制和非法操作。例如，在列車調控過程中，鐵路部門可以使用物聯(lián)網對列車的調動進行遠程控制。但由于無人看管無人監(jiān)督，入侵者可以很容易的控制調控設備和節(jié)點，對重要數(shù)據進行篡改，一旦數(shù)據出現(xiàn)混亂，后果不堪設想。

3.2.3 受成本的影響，傳感器節(jié)點資源受限制

傳感器的部署具有數(shù)量多和一次性的特點。為了充分覆蓋特定區(qū)域，物聯(lián)網應用需要安放數(shù)量很多的傳感器，并且對于已經放置的傳感器，大多是不會被收回或維護的。所以，傳感器必須是低成本的，這樣才能大量的使用。但成本的降低限制了傳感器的處理能力、存儲空間、傳輸速度等資源量。因此，傳感器只能使用較為簡單的安全協(xié)議，這也就大大降低了其自我保護的能力，假冒攻擊和惡意代碼攻擊層出不窮。攻擊者通過這一弱點，不間斷訪問節(jié)點，直到其資源耗盡。

3.2.4 物聯(lián)網應用者安全隱私難保證

物聯(lián)網的應用是通過物品的感知實現(xiàn)的，通過傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等設備和技術自動獲取物品信息，了解物體周圍環(huán)境和位置。在現(xiàn)實中，物聯(lián)網能被應用到各個領域，日常生活中，一旦物品的擁有者沒有察覺，他將很容易的被追蹤、定位。這無疑是對個人隱私的一種侵犯。

4 物聯(lián)網信息安全防護措施

4.1 加強對感知器及設備操作環(huán)境的安全操控

4.1.1 自我修復

由于物聯(lián)網是無人看管無人監(jiān)督的，所以既要保證物聯(lián)網的物理安全，不被人為破壞，同時也要保證物聯(lián)網的自我修復功能，一旦物聯(lián)網節(jié)點被破壞，就會對整個系統(tǒng)造成破壞，影響整個系統(tǒng)的正常運行，所以，物聯(lián)網的自我修復系統(tǒng)必不可少。針對這一問題，可以在物聯(lián)網的關鍵節(jié)點處添加備份傳感器，保證當節(jié)點被破壞時，備份傳感器能起到替代作用，起到自我修復功能，保證物聯(lián)網不因某一節(jié)點被破壞而不能運行。

4.1.2 訪問權限控制

物聯(lián)網在人們日常生活中廣泛應用，遍及環(huán)境、醫(yī)療、交通、公共安全等多個領域，在人們的生產生活中起到不可估量的作用。但在一些重要領域，物聯(lián)網并非是公開使用的，控制物聯(lián)網的使用及訪問權限，可以對物聯(lián)網的安全保護起到一定作用。提高權限控制，可以有效防止外來人員對物聯(lián)網的破壞和攻擊，也可以在被攻擊之后迅速找到被破壞的地方，從而提高被破壞物聯(lián)網的修復速度。

4.1.3 嚴格看管、確立物聯(lián)網管理責任制

目前，我國對物聯(lián)網的管理呈多部門多重管理的趨勢，在監(jiān)管體系中監(jiān)管主體不明確。為了避免相關事故的發(fā)生，明確相關管理主體責任的同時，對重要程度不同的物聯(lián)網體系實行標準化、差異化、有針對性的管理。對重要信息的管理人員重點監(jiān)督。

4.1.4 對節(jié)點訪問用戶身份進行識別，并定位和追蹤訪問位置

對涉密程度較高的物聯(lián)網，可以使用身份識別系統(tǒng)加以控制。例如指紋識別、口令卡、以及類似網上銀行的移動數(shù)字密鑰，并且對訪問操作過程做詳細記錄、備份。同時，利用網絡定位追蹤系統(tǒng)，對訪問者的物理位置進行追蹤確定，提高系統(tǒng)安全性，以備不時之需。

4.2 加強對物聯(lián)網信號安全的防護

4.2.1 提高傳輸協(xié)議的安全級別

眾所周知，物聯(lián)網傳感器節(jié)點成本低，限制了傳感器的處理能力、存儲空間、傳輸速度等資源量，因此傳感器只能使用較為簡單的安全協(xié)議。物聯(lián)網信息安全應該從提升傳輸協(xié)議的安全級別開始，提高物聯(lián)網的保護屏障。同時，提高物聯(lián)網傳感節(jié)點的硬件能力也是提升協(xié)議安全級別的關鍵。

4.2.2 限制發(fā)包速度和同一內容的傳輸次數(shù)

進行綠色施工時，節(jié)約資源非常關鍵。施工前，需要對材料的使用量進行精確地計算，對于數(shù)量不夠的施工材料，可以進行二次采購，從而避免材料過量造成浪費現(xiàn)象，也可以避免因長時間的儲存，導致材料變質，不能用于施工造成的材料浪費。在施工過程中，會產生很多污水，要對污水進行處理后才能排放，防止對周圍環(huán)境造成影響，并將可進行二次利用的水資源進行儲存，并將其進行充分利用，從而達到節(jié)約資源的目的[2]。

限制物聯(lián)網節(jié)點之間的傳輸速度和同一內容才傳輸次數(shù)，能彌補安全協(xié)議方面的不足，限制傳輸速度，節(jié)點資源被占滿，入侵者的操作使節(jié)點沒有資源響應，進而也就使其不能對物聯(lián)網傳輸節(jié)點進行攻擊。同樣，限制同一內容傳輸次數(shù)，可以使數(shù)據傳輸后，源數(shù)據立即被銷毀，即便是節(jié)點遭到入侵，也能保證數(shù)據的安全。

4.3 加強新型傳感器的研發(fā)，解決傳感節(jié)點資源受限問題

在物聯(lián)網的許多領域，我國大多采用國外的技術和設備，缺乏對核心技術的掌握和自我研發(fā)能力。暴露在外面的物聯(lián)網信號很容易被干擾和竊取，這些信號一旦被國內外不法分子掌握，對重要的物聯(lián)網體系進行攻擊，將會影響我國的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。因此，我國應加大自主研發(fā)的力度，研發(fā)新型傳感器，解決傳感節(jié)點資源受限問題。

政府應加大重視，給予政策傾斜，大力扶持企業(yè)對新型物聯(lián)網設備的研發(fā)工作。引導和壯大擁有核心技術的物聯(lián)網設備研發(fā)企業(yè)，鼓勵中小型企業(yè)對物聯(lián)網信息安全產品的技術研發(fā)，培育具有國際市場競爭力的安全高科技企業(yè)。

加大資金投入，給物聯(lián)網產品研發(fā)企業(yè)以動力。資金是科研的最基本的保證，建立激勵制度，給為物聯(lián)網發(fā)展提供巨大貢獻的企業(yè)單位獎勵。

對物聯(lián)網信息安全人才的培養(yǎng)。人才是技術發(fā)展的核心，培養(yǎng)人才應從國家的戰(zhàn)略角度出發(fā)，加強與國外技術方面的交流，并且要及時掌握國內外最先進的物聯(lián)網技術，為物聯(lián)網自主創(chuàng)新奠定基礎。

4.4 加強對物聯(lián)網數(shù)據傳送的防護

4.4.1 節(jié)點和節(jié)點之間使用對稱密鑰或者非對稱密鑰加密

為了提高物聯(lián)網數(shù)據傳輸?shù)陌踩?，可以在傳輸過程中對內容進行加密，其加密方法主要有對稱密鑰加密和非對稱密鑰加密。對稱密鑰加密又叫專用密鑰加密，即發(fā)送和接收數(shù)據的雙方必使用相同的密鑰對明文進行加密和解密運算。非對稱密鑰也稱公鑰密鑰，每個人都有一對惟一對應的密鑰：公開密鑰(簡稱公鑰)和私人密鑰(簡稱私鑰)，公鑰對外公開，私鑰由個人秘密保存；用其中一把密鑰加密，就只能用另一把密鑰解密。對稱密鑰和非對稱密鑰既可以單獨使用，也可以混合使用，這樣提高了物聯(lián)網數(shù)據傳輸?shù)陌踩禂?shù)。

物聯(lián)網和互聯(lián)網有許多相似之處，數(shù)據的傳輸大多依靠網絡。物聯(lián)網的傳輸節(jié)點因為構造簡單，安全協(xié)議底，往往成為攻擊者的切入點。所以應像互聯(lián)網一樣，建立防病毒入侵、病毒檢測的體系，并且定期對物聯(lián)網體系進行檢查，同時研發(fā)有效控制物聯(lián)網病毒的殺毒軟件。

4.4.3 重要文件的備份和恢復

物聯(lián)網利用傳感節(jié)點傳輸數(shù)據和信息，但節(jié)點被破壞或者攻擊，數(shù)據很可能丟失、無法修復。在這方面，物聯(lián)網應取互聯(lián)網之精華，對重要的數(shù)據進行備份。常見的數(shù)據備份有完全備份、增量備份、差分備份、異地備份以及日常對數(shù)據的維護和恢復等。

4.5 加強對物聯(lián)網的立法保護

4.5.1 完善物聯(lián)網保護的法律法規(guī)

物聯(lián)網快速發(fā)展的今天，物聯(lián)網的應用已經普及生活的各個方面，但對物聯(lián)網的立法保護工作還略顯不足，時常會出現(xiàn)物聯(lián)網被破壞、入侵的事件，對社會的發(fā)展提供阻力。對此，應制定規(guī)范物聯(lián)網發(fā)展的法律法規(guī)、政策，通過法律法規(guī)、政府控制等手段，有力調節(jié)物聯(lián)網在人們生活中的重要地位，以及明確破壞物聯(lián)網的后果。同時，規(guī)范物聯(lián)網應用的合法方面，為我國物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展提供有效的法律、政策保障，使我國物聯(lián)網真正發(fā)展成為開放、安全、可信任、實用的網絡。

4.5.2 提高民眾自身意識

物聯(lián)網的發(fā)展惠及全人類，物聯(lián)網的保護人人有責。建立完善的法律保護物聯(lián)網的同時，應加大力度宣傳物聯(lián)網的作用，及對其保護的重要性，只有讓人們知道物聯(lián)網，了解物聯(lián)網，才能起到保護物聯(lián)網的作用。對物聯(lián)網法律的宣傳，不僅可以讓人們認識物聯(lián)網保護的重要性，了解國家對于物聯(lián)網保護的決心，也可以震懾那些企圖利用物聯(lián)網為非作歹的人。

5 結論

隨著信息化社會的不斷發(fā)展，物聯(lián)網以其廣泛、便捷等特點備受關注。為了使物聯(lián)網廣泛應用到各個領域，必須對物聯(lián)網中的信息安全進行防范，才能更快的推動物聯(lián)網的發(fā)展。本文通過對物聯(lián)網概念、原理、特點、現(xiàn)狀的分析，概括出物聯(lián)網發(fā)展中存在的主要信息安全問題，從物聯(lián)網物理環(huán)境、網絡環(huán)境的控制和管理，新型物聯(lián)網傳感器的研發(fā)，物聯(lián)網中數(shù)據的傳輸安全，以及加強對物聯(lián)網立法保護等方面提出一些建議，對物聯(lián)網信息安全加以防范保護，為物聯(lián)網的發(fā)展保駕護航。

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