物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)與面臨的挑戰(zhàn)

◆辜晟恩

(沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 遼寧 110112)

物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)與面臨的挑戰(zhàn)

◆辜晟恩

(沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 遼寧 110112)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，一種新的網(wǎng)絡(luò)——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，隨著計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為世界范圍內(nèi)第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，舉世矚目，引起了全球高度重視。不可否認(rèn)，物聯(lián)網(wǎng)在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著重要作用，為我們的生活帶來(lái)諸多便利，但是也給信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

物聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；挑戰(zhàn)

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)這一詞語(yǔ)的出現(xiàn)，由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心于1999年提出。物聯(lián)網(wǎng)，是信息技術(shù)發(fā)展新階段的重要產(chǎn)物。其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”。物聯(lián)網(wǎng)通俗講，其實(shí)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。它包括兩層含義：其一，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心與基礎(chǔ)。只不過(guò)，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與發(fā)展；其二，物聯(lián)網(wǎng)把物物通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的形式聯(lián)系起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)物物相息。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，各種感知技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依舊以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)、核心，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充、延展。物聯(lián)網(wǎng)，為了使物體的信息能夠及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去，需要借助有線與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相融合這一模式。

物聯(lián)網(wǎng)提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體實(shí)施智能控制的目的。物聯(lián)網(wǎng)為了獲得有意義的信息，需要從大量的信息中完成分析、加工、處理的任務(wù)，而這些信息的來(lái)源，則由傳感器獲得。由于物聯(lián)網(wǎng)把傳感器與智能處理融合在一起，因而可以使用各種智能技術(shù)，如云計(jì)算、模式識(shí)別等，來(lái)實(shí)現(xiàn)其擴(kuò)充應(yīng)用領(lǐng)域的目的，從而滿足不同用戶的不同需求。

2 物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)

2.1 射頻識(shí)別技術(shù)。

RFID技術(shù)是一種能夠自動(dòng)識(shí)別，并且無(wú)接觸的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)充分發(fā)揮了射頻信號(hào)及其空間結(jié)合傳輸?shù)奶匦?，?shí)現(xiàn)了物體的自動(dòng)識(shí)別，而這些物體，即具有靜態(tài)或移動(dòng)待識(shí)別的特征。這一技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集點(diǎn)的信息進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”標(biāo)識(shí)的目的。為了更好的使這一技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮作用，可使其與互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)融合并推廣，充分利用該技術(shù)具有的全天候、識(shí)別能力強(qiáng)、無(wú)接觸磨損及對(duì)多個(gè)物品的自動(dòng)識(shí)別等特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)物品跟蹤、信息共享的美好愿景，因而這一技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)“識(shí)別”信息和近程通訊的層面中發(fā)揮著重要作用。

2.2 傳感技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)作用的發(fā)揮，要以信息采集為前提。但是現(xiàn)在的信息采集以傳感器、傳感節(jié)點(diǎn)等方式為主。作為檢測(cè)裝置，并且是獲取信息的主要設(shè)備——傳感器而言，所處環(huán)境通常比較惡劣，為了使物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)揮作用，對(duì)傳感器提出了新要求。物聯(lián)網(wǎng)要求傳感球在感受信息和實(shí)現(xiàn)自身智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面，要發(fā)展，更要突破。

2.3 網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)要充分發(fā)揮作用，需要運(yùn)用到近程通訊技術(shù)和遠(yuǎn)程運(yùn)輸技術(shù)。RFID，藍(lán)牙等是近程通訊技術(shù)的組成部分，互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)等技術(shù)包含在遠(yuǎn)程通訊技術(shù)內(nèi)。

物聯(lián)網(wǎng)為給信息傳遞和服務(wù)支撐提供基礎(chǔ)通道，需要增強(qiáng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的專業(yè)性與互聯(lián)功能，來(lái)完成物聯(lián)網(wǎng)低移動(dòng)性、低數(shù)據(jù)率的業(yè)務(wù)需求，從而讓信息安全可靠的傳播到信息接受者那里。

2.4 數(shù)據(jù)的挖掘與融合

從信息感知、發(fā)出、收集、分析、處理等，這期間要面對(duì)多項(xiàng)難題。信息量大，數(shù)據(jù)多，處理困難。毫無(wú)疑問(wèn)，如何從這些數(shù)據(jù)中篩選出與意義的信息，如何選擇，對(duì)數(shù)據(jù)處理而言，是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。好在物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合P2P、云計(jì)算等分布式計(jì)算技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述難題的解決。因此，物聯(lián)網(wǎng)在解決計(jì)算問(wèn)題時(shí)，云計(jì)算提供了一項(xiàng)高效率的模式。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)在信息化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，它通過(guò)信息資源的聚集、優(yōu)化和動(dòng)態(tài)分配，節(jié)約信息化成本來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)處理信息的效率，并節(jié)約了成本。

3 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 功耗問(wèn)題不容忽視

如今，我們生活在數(shù)據(jù)化時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)把我們的生活編織在一張巨網(wǎng)里。在這張網(wǎng)里，物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值的體現(xiàn)離不開(kāi)功耗，因而，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的功耗問(wèn)題不容忽視。物聯(lián)網(wǎng)是依靠眾多的聯(lián)網(wǎng)器件來(lái)發(fā)揮作用的，如微控制器(MCU)、傳感器、無(wú)線設(shè)備和制動(dòng)器等。物聯(lián)網(wǎng)作用的發(fā)揮是依靠這些設(shè)備提供內(nèi)在動(dòng)力的，而這些設(shè)備功能的發(fā)揮又是依靠電力或能源供應(yīng)的，特別是在工業(yè)裝置中。它們?cè)谶\(yùn)轉(zhuǎn)中，必然要消耗大量的能源，有些能源屬于傳統(tǒng)不可再生能源，如發(fā)電所需的煤炭；有些雖為新興能源，但其在產(chǎn)能中花費(fèi)也是巨大的。因而，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，必須考慮功耗問(wèn)題。功耗問(wèn)題，不得不說(shuō)，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，面臨的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。

3.2 感測(cè)必不可少

感測(cè)是物聯(lián)網(wǎng)存在的關(guān)鍵，沒(méi)有感測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)也將不會(huì)存在。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是以傳感器、微型器件和節(jié)點(diǎn)發(fā)揮作用的，通過(guò)測(cè)量、生成數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)或云端設(shè)備的過(guò)程，來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的功能。因而，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)傳感器等設(shè)備提出了新的要求。但是，從目前來(lái)看，傳感器等設(shè)備存在在諸多缺陷，如在耗能低的設(shè)備中，可把數(shù)據(jù)傳入錯(cuò)誤路徑，無(wú)法到達(dá)信息接受者的終端，無(wú)法真正意義上實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)更好的為人民服務(wù)的理念。因而，要大力發(fā)展科技，加大力度實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器等設(shè)備的創(chuàng)新與改革，對(duì)于老化、退化的傳感設(shè)備要進(jìn)行淘汰、更換，從而使感測(cè)功效在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中得到更好的發(fā)揮。

3.3 管理云端連通性是關(guān)鍵

物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)作中，會(huì)產(chǎn)生海量的信息，顯而易見(jiàn)，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)，并且在大多數(shù)情況下會(huì)直接進(jìn)入云端的情況。在云端，數(shù)據(jù)被分析、檢查，然后將處理結(jié)果付諸實(shí)施。不可否認(rèn)，物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值很大程度上通過(guò)云端服務(wù)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，云端上的數(shù)據(jù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的功用起著關(guān)鍵性作用。但是，現(xiàn)如今科技發(fā)達(dá)，隨之而來(lái)的是云端服務(wù)的選擇也不斷增多，出現(xiàn)了多元化、復(fù)合化的態(tài)勢(shì)。云端供應(yīng)商也是迅猛激增，出現(xiàn)了種類繁多的局面，數(shù)量也是各不一樣，但是由于缺少針對(duì)云端設(shè)備連接和管理方式的標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)在云端的選擇面前出現(xiàn)了復(fù)雜問(wèn)題。因而，解決云端連通性問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中不可回避的又一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。

3.4 安全性問(wèn)題需要高度重視

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中，安全性問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注的重要問(wèn)題之一，因?yàn)榘踩灾苯雨P(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能否持續(xù)應(yīng)用與推廣?，F(xiàn)如今，隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備出現(xiàn)了新的變革，呈現(xiàn)出智能化”趨勢(shì)，但是，越來(lái)越多的安全性問(wèn)題，及潛在隱患也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。這對(duì)科技發(fā)展來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。解決安全性問(wèn)題，業(yè)界研究構(gòu)建先進(jìn)的硬件安全機(jī)制顯得尤為關(guān)鍵，并且把安全機(jī)制成本和功耗保持在較低的水平上也是必不可少。這就需要相關(guān)廠商在集成安全協(xié)議和安全性軟件方面，加大對(duì)人力物力的投入，并且努力把高級(jí)安全性功能添加到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中所遇到的障礙降到最低，從而實(shí)現(xiàn)保障安全性方面降低門檻的目標(biāo)，化解物聯(lián)網(wǎng)在安全方面發(fā)展所遇到的障礙，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展鋪路。

3.5 開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不足

雖然物聯(lián)網(wǎng)已成為既計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次浪潮，并且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)曾經(jīng)主要由技術(shù)公司使用，但是從目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)在開(kāi)發(fā)方面還存在著不足，主要原因在于物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不足，以至于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)只能在有著一定技術(shù)背景限制的行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。如何為這些經(jīng)驗(yàn)不足的開(kāi)發(fā)人員提供簡(jiǎn)易且立即見(jiàn)效的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，既是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展逐漸被各國(guó)認(rèn)為是提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的關(guān)鍵，因而，各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)引起高度重視。就開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不足方面而言，應(yīng)出臺(tái)相關(guān)的政策，鼓勵(lì)科技人員、專業(yè)人士加入其中，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供豐富的人力、智力資源。加大對(duì)科技的投入，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展被認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。因而，物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)及面臨的挑戰(zhàn)，日益成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)能否像互聯(lián)網(wǎng)和科技革命一樣，再次掀起時(shí)代變革的浪潮，需要各國(guó)共同努力。

[1] 劉勇．物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]．信息通信，2015．

[2] 許強(qiáng)．物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息安全面臨的挑戰(zhàn)研究[J]．商品與質(zhì)量，2016．

[3] 李馥娟，王群．物聯(lián)網(wǎng)安全體系及關(guān)鍵技術(shù)[J]．智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用，2016．