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        物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)及其風(fēng)險(xiǎn)研究

        2018-12-31 00:00:00楊泉黃妤
        大科技·D版 2018年12期

        摘 要:從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的角度而言,信息安全問題阻礙著其發(fā)展?;谛畔踩U系男枨?,加大物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)的研究,深度挖掘物聯(lián)網(wǎng)存在的各類安全危險(xiǎn),提出有效的風(fēng)險(xiǎn)防范策略,有著重要的意義。現(xiàn)針對物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)以及風(fēng)險(xiǎn),做簡單的論述,總結(jié)了風(fēng)險(xiǎn)防范策略,共享給相關(guān)人員參考。

        關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);信息安全;信息核心技術(shù);WSN技術(shù)

        中圖分類號:TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)36-0252-02

        前 言

        物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,改變著人們的生產(chǎn)生活方式。據(jù)研究機(jī)構(gòu)IDC的報(bào)告顯示,預(yù)計(jì)到2020年,物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模將會(huì)達(dá)到17000億美元,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會(huì)達(dá)到200億臺。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,然而網(wǎng)絡(luò)攻擊事件屢次發(fā)生,安全問題引發(fā)了社會(huì)擔(dān)憂。因此,加大此課題的研究,提升物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)水平,強(qiáng)化信息安全管理,進(jìn)而推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,具有現(xiàn)實(shí)意義。

        1 物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)例

        近年來,網(wǎng)絡(luò)信息安全事件頻繁發(fā)生。其中,引發(fā)社會(huì)轟動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全事件當(dāng)屬熊貓燒香和蠕蟲式勒索病毒軟件WannaCry。其中,熊貓燒香事件發(fā)生在2007年,為電腦蠕蟲病毒,在短時(shí)間內(nèi),使得幾百萬的個(gè)人以及企業(yè)用戶感染。WannaCry造成至少150個(gè)國家、30萬用戶感染病毒。病毒提示需要支付價(jià)值大約為300美元的比特幣,才能夠解鎖,威脅著學(xué)校、金融等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,將會(huì)創(chuàng)造更大的利潤空間,進(jìn)而會(huì)成為黑產(chǎn)的主要目標(biāo)對象。中國工程院院士沈昌祥表示,網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)已經(jīng)升上到國家戰(zhàn)略,可以說沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全。網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)的防火墻、入侵檢測以及病毒查殺,已經(jīng)難以滿足網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)需求,而且已經(jīng)暴露諸多缺陷,無法有效完全應(yīng)對人為攻擊,因此需要提升安全技術(shù)水平。

        2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)分析

        2.1 RFID技術(shù)

        此技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代,為網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)中較為先進(jìn)的技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,通過發(fā)生射頻信號的方式,自動(dòng)識別目標(biāo)對象,進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取,具有非接觸以及自動(dòng)識別的特點(diǎn)。RFID網(wǎng)絡(luò)具有開放、全球以及低成本特點(diǎn),能夠有效應(yīng)對各類惡劣環(huán)境下的安全防護(hù)任務(wù),被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域以及物聯(lián)網(wǎng)分布領(lǐng)域,比如供應(yīng)鏈管理等。RFID系統(tǒng)的組成,包括電子標(biāo)簽和讀寫器等。在實(shí)際應(yīng)用中,無源/被動(dòng)標(biāo)簽的發(fā)送,是利用讀寫器產(chǎn)生磁場,進(jìn)而射頻信號發(fā)射。無源/被動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場,進(jìn)行信號接收,再利用自身的感應(yīng)電流能量,將芯片中存儲(chǔ)的各類產(chǎn)品信息發(fā)送出來。有源/主動(dòng)標(biāo)簽的發(fā)送,是經(jīng)過讀寫器讀取以及解碼后,把信息發(fā)送到中央信息系統(tǒng),再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

        2.2 WSN技術(shù)

        此網(wǎng)絡(luò)是由無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以及傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成,集成了諸多技術(shù),比如傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)等,為面向任務(wù)的AdHoc網(wǎng)絡(luò),被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療救護(hù)等領(lǐng)域。關(guān)于WSN技術(shù)的研究,集中在以下方面:①網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。一般來說,網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議體系具體包括中物理層、數(shù)據(jù)鏈路以及網(wǎng)絡(luò)層等。②核心支撐技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,可利用傳感器節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)等。③自組織管理。在實(shí)際應(yīng)用中,能夠優(yōu)化配置,提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作便捷性。

        2.3 M2M技術(shù)

        一般來說,M2M技術(shù)被視為物聯(lián)網(wǎng)的子集或者應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)用無線通信技術(shù),將機(jī)器和人構(gòu)成一個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò),使得人和機(jī)器等交互連接,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。M2M系統(tǒng)主要分為三層,具體如下:①設(shè)備終端層。利用各類通信模塊以及控制系統(tǒng),利用通信網(wǎng)絡(luò),來傳送控制指令,發(fā)揮到目標(biāo)通信終端,利用控制系統(tǒng),進(jìn)行設(shè)備控制以及操作。②網(wǎng)絡(luò)傳輸層。在實(shí)際應(yīng)用中,具體負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。③應(yīng)用層。其主要包括中間件和業(yè)務(wù)分析等部分,通過數(shù)據(jù)解析以及處理,為用戶決策提供支持。一般來說,M2M技術(shù)可以分為近距離應(yīng)用技術(shù)和遠(yuǎn)距離應(yīng)用技術(shù)。其中,近距離技術(shù)具體包括GPS技術(shù)和RFID技術(shù)等,多種技術(shù)并存,優(yōu)勢和缺陷不同。遠(yuǎn)距離技術(shù)具體包括2G技術(shù)和3G技術(shù)等,為物聯(lián)網(wǎng)的形成提供支持[1]。

        3 物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對策略

        3.1 RFID技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對策略

        物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用中,產(chǎn)生了RFID識別系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。具體體現(xiàn)如下:①欺騙攻擊風(fēng)險(xiǎn)。具體來說是供給者為系統(tǒng)提供一些虛假信息,因?yàn)榇祟愄摷傩畔⒑陀行畔⒕哂休^強(qiáng)的相似度,若不加以識別,則會(huì)威脅信息的機(jī)密性以及完整性,引發(fā)各類風(fēng)險(xiǎn)。此情況下,公開信息時(shí),加之讀寫器以及電子標(biāo)簽中設(shè)置的通信信道缺乏安全性,極易給攻擊者留下機(jī)會(huì),使其能夠竊聽和克隆,進(jìn)而增加了RFID系統(tǒng)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)。②篡改數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)。具體來說是攻擊者篡改讀寫器和電子標(biāo)簽通信信息,通過增減數(shù)據(jù)或者修改數(shù)據(jù)等,破壞通信系統(tǒng),威脅著信息的完整性。③淹沒攻擊風(fēng)險(xiǎn)。在安全攻擊中,通過提供大量的數(shù)據(jù),或者使用噪聲制造射頻阻塞,造成信號淹沒,進(jìn)而使得系統(tǒng)失效。

        從上述風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生角度來說,上述風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生,是因?yàn)槿鄙儆行У恼J(rèn)證體系。目前,對于上述技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的防護(hù),多采取PKI技術(shù)。在具體應(yīng)用中,利用公開密鑰技術(shù),對數(shù)字證書持有者的身份,進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證?;蛘卟扇?shù)據(jù)保護(hù)的方式,來應(yīng)對信息安全風(fēng)險(xiǎn),運(yùn)用加密機(jī)制,比如在各類指令中設(shè)置具體的口令,進(jìn)而保護(hù)信息的安全。一般來說,篡改數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度較大,因此此類風(fēng)險(xiǎn)可以暫時(shí)忽略。受到RFID標(biāo)簽物理特性的限制,要加大輕型算法/協(xié)議的研究力度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)身份認(rèn)證以及保護(hù)。

        3.2 WSN技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對策略

        從WSN系統(tǒng)部署環(huán)境角度來說,具有缺少維護(hù)以及不可控等基本特點(diǎn)。一般來說,傳感節(jié)點(diǎn)以一次性使用為主,能量和通信范圍以及存儲(chǔ)計(jì)算能力水平有限,而且防篡改能力不強(qiáng)。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,WSN系統(tǒng)不僅受到RFID技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的威脅外,還受到傳感節(jié)點(diǎn)極易被操控的威脅。對上述威脅,為保證信息的安全性,必須要從設(shè)計(jì)角度出發(fā),對傳感信息的機(jī)密和實(shí)效性等做好把控。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),按照傳感節(jié)點(diǎn)能量有效性需求,以及支持傳感器網(wǎng)內(nèi)處理原則等,運(yùn)用加密算法以及安全MAC協(xié)議等,對信息進(jìn)行加密防護(hù)。除此之外,采取提高非法節(jié)點(diǎn)參與WSN系統(tǒng)攻擊的難度,實(shí)現(xiàn)對傳感節(jié)點(diǎn)部分的安全風(fēng)險(xiǎn)防范,降低其對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全的不利影響[2]。

        3.3 M2M技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)用策略

        基于信息安全防護(hù)的需求,加大對M2M風(fēng)險(xiǎn)的防范,保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全。從M2M系統(tǒng)運(yùn)行角度來說,人機(jī)之間的交互不是直接的,是間接遠(yuǎn)程管理M2M設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。對于其安全風(fēng)險(xiǎn)的防范,可采取以下措施:①加強(qiáng)對M2M系統(tǒng)終端設(shè)備以及簽約信息攻擊風(fēng)險(xiǎn)的防范。一般來說,M2M設(shè)備沒有專人負(fù)責(zé)看管,極易引來攻擊者,遭受肆意破壞,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生設(shè)備被盜取或者信息被盜用等問題,對上述信息進(jìn)行篡改,或者刪減內(nèi)容,進(jìn)而造成信息丟失,使得M2M失效。因此,需要在設(shè)備中,適當(dāng)增加網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證。②系統(tǒng)終端設(shè)備和服務(wù)網(wǎng)接口威脅風(fēng)險(xiǎn)。通常情況下,此類風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,集中在無線鏈路上,以用戶數(shù)據(jù)或者信令等為主要攻擊對象。通過竊聽和插入等方式,在物理層或者協(xié)議層,干擾數(shù)據(jù)或者控制數(shù)據(jù),進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)破壞的目的,使得無線鏈路上服務(wù)被拒絕。為實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制,可以通過在設(shè)備中,設(shè)置防病毒軟件的方式,并且定期更新實(shí)現(xiàn)[3]。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)信息安全核心技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),要結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn),采取有效的防范措施。從物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境場景組成角度來說,包括感知層、通信層和應(yīng)用層,為實(shí)現(xiàn)其安全運(yùn)行,一定要保證云管端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的安全性以及可信性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]徐 毅.基于物聯(lián)網(wǎng)的隱私保護(hù)與信息安全增強(qiáng)模型的框架分析[J].現(xiàn)代信息科技,2018,2(09):158~162.

        [2]劉熙胖,廖正赟,衛(wèi)志剛.面向物聯(lián)網(wǎng)信息安全保護(hù)的輕量化密鑰體系設(shè)計(jì)[J].信息安全研究,2018,4(09):819~824.

        [3]韋麗莉,容 會(huì),周祖坤.基于物聯(lián)網(wǎng)的信息安全加密技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].數(shù)字通信世界,2018(08):104~105.

        收稿日期:2018-11-17

        作者簡介:楊 泉(1976-),男,工程師,本科,主要從事云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)信息安全項(xiàng)目管理、系統(tǒng)運(yùn)維等工作。

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