物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其安全問(wèn)題研究

肖渝梅

（成都信息工程大學(xué)銀杏酒店管理學(xué)院，成都 611743）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其安全問(wèn)題研究

肖渝梅

（成都信息工程大學(xué)銀杏酒店管理學(xué)院，成都 611743）

本文在研究物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資料后，對(duì)什么是物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)、層次構(gòu)成以及各層次具體組成成分做了說(shuō)明，最后對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的安全問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)層次；物聯(lián)網(wǎng)安全

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和射頻識(shí)別技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，已被看作信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，成為影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、紅外感應(yīng)器、氣體感應(yīng)器等傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。目前我國(guó)已將物流、電網(wǎng)、交通、醫(yī)療、工業(yè)控制、綠色農(nóng)業(yè)、安防、家居、環(huán)保九大行業(yè)納入《物聯(lián)網(wǎng)十二五發(fā)展規(guī)劃》。

物聯(lián)網(wǎng)分廣義和狹義，廣義物聯(lián)網(wǎng)將物理空間和信息空間融合，任何事物都可以用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化形式表現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與環(huán)境、物與環(huán)境之間的信息交互和貫通融匯；狹義物聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間自動(dòng)識(shí)別和管理的網(wǎng)絡(luò)，通常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)是狹義上的。

1　物聯(lián)網(wǎng)三大關(guān)鍵技術(shù)

傳感器技術(shù):簡(jiǎn)單的理解物聯(lián)網(wǎng)就是由各種傳感設(shè)備構(gòu)成的能夠相互感知信息、傳遞信息的一個(gè)自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)傳感設(shè)備都是一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，能夠檢測(cè)和收集約定范圍為的其他傳感節(jié)點(diǎn)的信息并把此信息傳遞給另外的傳感節(jié)點(diǎn)或觀察者。由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)故傳感技術(shù)還必須實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變。傳感技術(shù)通常用可采集的數(shù)據(jù)類型、采集的精度、傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性來(lái)評(píng)價(jià)，這些指標(biāo)又依賴于敏感材料、工藝設(shè)備和計(jì)測(cè)技術(shù)。

射頻識(shí)別技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)中的識(shí)別包括物體、位置、地理識(shí)別，射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由射頻電子標(biāo)簽、射頻讀寫器、處理識(shí)別信息的信息處理系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成。在射頻標(biāo)簽中存有讓物體區(qū)別于其他物體的的身份標(biāo)識(shí)（比如商品的條形碼），而射頻讀寫器則負(fù)責(zé)在一定范圍內(nèi)讀出標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息，讀寫器能讀取數(shù)據(jù)的范圍大小由讀寫器的功率、頻率、類型決定。目前射頻標(biāo)簽和讀寫器大多是基于EPC協(xié)議的。

嵌入式系統(tǒng)技術(shù):綜合計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。把物聯(lián)網(wǎng)比作人來(lái)講解傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用，則傳感器好比眼睛、鼻子、皮膚等感官，互聯(lián)網(wǎng)好比神經(jīng)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)相當(dāng)于大腦（對(duì)收到的信息進(jìn)行分類處理）。

2　物聯(lián)網(wǎng)層次構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)也可按層次劃分，從下到上依次是:負(fù)責(zé)感知、檢測(cè)和控制的感知層，負(fù)責(zé)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，以及負(fù)責(zé)進(jìn)行信息處理形成滿足用戶需求的物理應(yīng)用層。

感知層主要由被感知對(duì)象、感知器組成。顧名思義，其主要作用就是利用感知器去感知被感知對(duì)象或者感知器之間相互感知數(shù)據(jù)，再傳給特定設(shè)備進(jìn)行匯集。對(duì)于其上層來(lái)說(shuō)，感知層主要負(fù)責(zé)感知和檢測(cè)兩項(xiàng)工作，對(duì)于其下層來(lái)說(shuō)主要是監(jiān)控其下層的感知。常見(jiàn)的感知層設(shè)備有:各種傳感器、感應(yīng)器、攝像頭和RFID讀寫器（標(biāo)簽）、聲音采集和GPS定位等。

網(wǎng)絡(luò)層又叫傳輸層，主要任務(wù)是負(fù)責(zé)傳輸采集到的信息。該層主要由各種有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，這里的有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括我們的撥號(hào)網(wǎng)、專網(wǎng)、私網(wǎng)、局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、2G3G4G、衛(wèi)星通信網(wǎng)等?？衫斫鉃槲覀兩钪械囊磺芯W(wǎng)絡(luò)都屬于該層次。

應(yīng)用層是使用被采集數(shù)據(jù)的層次，也就是在發(fā)展規(guī)劃中提到的各種行業(yè)和沒(méi)有提到但實(shí)際使用著的行業(yè)。

采集到的數(shù)據(jù)不能直接應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，在被應(yīng)用之前還需有支撐平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和整理成有效數(shù)據(jù)才能被使用，比如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼解碼、信息整合、信息接入、信息目錄等，被廣泛應(yīng)用于支撐平臺(tái)的技術(shù)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)。

3　物聯(lián)網(wǎng)的安全

可將物聯(lián)網(wǎng)的安全劃分為四類:一是物聯(lián)網(wǎng)本身的安全問(wèn)題，二是物聯(lián)網(wǎng)引入的安全問(wèn)題，三是物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的特定互聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題，最后是互聯(lián)網(wǎng)固有的安全問(wèn)題。本文對(duì)最后一種安全問(wèn)題不作介紹。

第一種安全一般是物聯(lián)網(wǎng)感知層安全問(wèn)題，大多由物聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景、終端設(shè)備因素產(chǎn)生，此類問(wèn)題利用互聯(lián)網(wǎng)安全防御措施沒(méi)有解決辦法，一般采用設(shè)計(jì)新安全驗(yàn)證協(xié)議解決這類問(wèn)題。最常見(jiàn)的就是RFID的身份認(rèn)證安全、密鑰協(xié)議安全。

第二種安全指物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景導(dǎo)致已有的互聯(lián)網(wǎng)安全措施不能使用，只能研究新的協(xié)議來(lái)解決此類安全問(wèn)題，與第一類安全問(wèn)題相比，在設(shè)計(jì)解決本類問(wèn)題的安全協(xié)議時(shí)，不僅需要考慮到物聯(lián)網(wǎng)的感知層還需要考慮到與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)安全的兼容。此類問(wèn)題的典型是RFID的尋址安全以及端到端安全。

第三種安全是說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)原本的安全可以通過(guò)某種防御措施來(lái)確保，但由于被應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)上，特定的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景使原本的安全防御措施不能達(dá)到安全防御的目的，且不能通過(guò)其他互聯(lián)網(wǎng)安全防御措施來(lái)消除此安全問(wèn)題，比如，物聯(lián)網(wǎng)中DNS和DNSSEC都沒(méi)對(duì)請(qǐng)求者進(jìn)行身份認(rèn)證造成的數(shù)據(jù)泄露就屬于此類（互聯(lián)網(wǎng)中DNS否認(rèn)攻擊可以用DNSSEC解決）。

4　結(jié) 語(yǔ)

希望通過(guò)本文的介紹，能夠讓讀者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和可能存在的安全問(wèn)題有一定了解。

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.037

TP391.44；TN915.08

A

1673-0194（2015）22-0045-01

2015-10-11