淺談物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)

王偉　褚兆焱　張大偉

摘? ?要：現(xiàn)如今時(shí)代發(fā)展飛快，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信手段迅速提升的同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)時(shí)而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)乘計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展之勢(shì)，稱(chēng)得上是第三次世界信息產(chǎn)業(yè)，席卷全球、舉世矚目。物聯(lián)網(wǎng)改變了人們?nèi)缃竦纳睿屓藗兊纳罡颖憷耐瑫r(shí)也大大促進(jìn)了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，然而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也給信息技術(shù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)? 安全技術(shù)? 挑戰(zhàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）03（c）-0118-02

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可連接普通實(shí)物和互聯(lián)網(wǎng)，有效提取事物中的規(guī)律和信息，人、事物與信息三者可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接，故而其可以加強(qiáng)事物間的信息流通。物聯(lián)網(wǎng)的安全保障是一大重點(diǎn)和基礎(chǔ)，因其涵蓋產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域很多，所以物聯(lián)網(wǎng)的安全也是一大難題和挑戰(zhàn)，需要相關(guān)人員提高重視。

1? 概述物聯(lián)網(wǎng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

最早“物聯(lián)網(wǎng)”一詞就是出自1999年麻省理工學(xué)院的Auto-ID研究中心，其英文原名為：“Internet of things”，簡(jiǎn)稱(chēng)“IOT”。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義，即連接原本分離的事物的互聯(lián)網(wǎng)，是如今發(fā)展信息技術(shù)過(guò)程中的主要產(chǎn)物。其內(nèi)在含義有兩方面：一方面，物聯(lián)網(wǎng)建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，以互聯(lián)網(wǎng)為核心并加以擴(kuò)展。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)的途徑，使得事物之間有了聯(lián)系、信息得以快捷交換[1]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，以互聯(lián)網(wǎng)為核心并加以延展和擴(kuò)充。其應(yīng)用了大量感知技術(shù)，通過(guò)結(jié)合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)建立了獨(dú)特的模式，使得事物的信息能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精準(zhǔn)地傳遞交流。

物聯(lián)網(wǎng)不僅能靠傳感器實(shí)現(xiàn)事物連接、信息交流，因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)本身就能夠智能處理和控制物體。傳感器可抓取大量信息，以提供給物聯(lián)網(wǎng)來(lái)加以分析和加工處理。而物聯(lián)網(wǎng)本身的特點(diǎn)，即其能夠結(jié)合傳感器搭配智能處理，使得諸如云計(jì)算和模式識(shí)別這樣的智能技術(shù)，都能在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中得以應(yīng)用，并幫助其擴(kuò)展應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，將其能力不斷提升從而滿(mǎn)足各行業(yè)使用者的需求。

2? 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的關(guān)鍵

2.1 射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)

射頻識(shí)別，即RFID技術(shù)，是一種可以無(wú)需接觸就能自動(dòng)識(shí)別信息的技術(shù)。此技術(shù)的核心是其結(jié)合了射頻信號(hào)和空間傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，可以做到自動(dòng)識(shí)別擁有靜態(tài)抑或是動(dòng)態(tài)的待識(shí)別特征的物體，因此該技術(shù)實(shí)現(xiàn)能夠?qū)δ繕?biāo)事物的信息采集標(biāo)準(zhǔn)化。射頻識(shí)別技術(shù)具有極大優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，即期可全天候工作、同時(shí)識(shí)別多個(gè)物體、自動(dòng)識(shí)別能力精準(zhǔn)、無(wú)需接觸降低損耗等，而要把這些優(yōu)勢(shì)最大程度發(fā)揮出來(lái)，則需要搭配互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和推廣。如此，全球范圍都可借由射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋化的追蹤物品信息和及時(shí)全面的信息共享。所以，射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程的識(shí)別信息、近距離通信起到非常重要的作用[2]。

2.2 傳感技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)工作的運(yùn)轉(zhuǎn)，前提是采集信息。如今，信息采集工作通常是以傳感器和傳感節(jié)點(diǎn)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)階段為跟上物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展腳步，如今社會(huì)對(duì)傳感器也提出了新的挑戰(zhàn)。作為物聯(lián)網(wǎng)最為主要的檢測(cè)設(shè)備以及抓取信息的來(lái)源，傳感器所處環(huán)境較為惡劣。故而，為了保障發(fā)展水平突飛猛進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需要如今的傳感技術(shù)能夠同步發(fā)展、進(jìn)步和突破，提升原本的抓取感知信息、智能處理和網(wǎng)絡(luò)化的能力水平。

2.3 網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣缺少不了近程通信和遠(yuǎn)程運(yùn)輸兩大技術(shù)手段。近程通信技術(shù)的主要類(lèi)型有RFID技術(shù)和藍(lán)牙等，而遠(yuǎn)程通信手段涵蓋了互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)和組網(wǎng)功能。為保障物聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞功能的穩(wěn)定，需要現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷增強(qiáng)其專(zhuān)業(yè)水平和互聯(lián)能力，以保證物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)性和數(shù)據(jù)率保持較低水平，從而達(dá)到將信息能夠安全地傳遞到接受點(diǎn)[3]。

2.4 數(shù)據(jù)挖掘及融合

物聯(lián)網(wǎng)所涉及到的信息流量巨大、數(shù)據(jù)繁多，因而在其信息感知、傳出、抓取、分析和處理等過(guò)程中，面臨著許多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。要從海量數(shù)據(jù)中快速、精準(zhǔn)地篩查出有意義或所需要的信息，從怎么入手選擇數(shù)據(jù)到怎么將數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成所需信息，都是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的難題。不過(guò)，為解決如上問(wèn)題當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合了多種分布式計(jì)算方法，如近年來(lái)作為網(wǎng)絡(luò)大熱話(huà)題的云計(jì)算和P2P等。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)在時(shí)代信息發(fā)展中爭(zhēng)得站穩(wěn)的機(jī)會(huì)，給物聯(lián)網(wǎng)提供了高效率的計(jì)算問(wèn)題模式。具體而言，云計(jì)算通過(guò)匯集信息資源并對(duì)信息進(jìn)行智能優(yōu)化和動(dòng)態(tài)均衡分配，節(jié)約了信息化的成本，同時(shí)使得原本物聯(lián)網(wǎng)處理信息的效率大大提升。

3? 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 降低功耗問(wèn)題

現(xiàn)今是數(shù)據(jù)化時(shí)代，我們每個(gè)人的生活都通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)而溝通連接，而物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和運(yùn)轉(zhuǎn)離不開(kāi)功耗問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)許多聯(lián)網(wǎng)器件聯(lián)立的，其內(nèi)在動(dòng)力和功能運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開(kāi)這些設(shè)備，諸如傳感器、制動(dòng)裝置、無(wú)線(xiàn)設(shè)備以及MCU微控器等。然而依靠大量的設(shè)備來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，也難免產(chǎn)生大量的能源、電力損耗，尤其是在工業(yè)裝置中諸如煤炭發(fā)電而導(dǎo)致的不可再生能源的消耗。即便如今出現(xiàn)了許多新興的綠色可再生能源，但其花費(fèi)價(jià)格高昂，難免對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋和發(fā)展造成阻力。因此，功耗問(wèn)題是目前影響物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大阻力，想要保證物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展腳步，一定要考慮如何降低和解決其運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的功耗問(wèn)題。

3.2 發(fā)揮感測(cè)功效

物聯(lián)網(wǎng)如果少了感測(cè)，將不復(fù)存在。從其整體結(jié)構(gòu)上就可發(fā)現(xiàn)，其系統(tǒng)整體由傳感器、傳感節(jié)點(diǎn)等組成，通過(guò)此類(lèi)具備傳感功能的微型器件，在各節(jié)點(diǎn)和云端之間來(lái)實(shí)現(xiàn)感知、測(cè)量、分析、生成和發(fā)送數(shù)據(jù)。故而，傳感設(shè)備也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起到關(guān)鍵性作用。然而現(xiàn)階段傳感設(shè)備依然存在許多不足，比如有的設(shè)備做到耗能低，卻可能把數(shù)據(jù)上傳到錯(cuò)誤路徑，導(dǎo)致信息接收者無(wú)法獲取信息。故而為保證和提升物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)大眾的效率，需要加大對(duì)傳感設(shè)備的創(chuàng)新力度，迭代更新不斷推出更加完善的傳感設(shè)備，及時(shí)淘汰老化、過(guò)時(shí)的傳感設(shè)備，保證物聯(lián)網(wǎng)中感測(cè)功效的穩(wěn)定發(fā)揮[4]。

3.3 管理云端連通性

物聯(lián)網(wǎng)工作中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息，而很可能數(shù)據(jù)會(huì)錯(cuò)誤地通過(guò)同一網(wǎng)關(guān)并直接進(jìn)入云端。云端是數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、分析和處理的區(qū)域，很大程度上可以認(rèn)為處理數(shù)據(jù)的云端是物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值所在。然而，如今科技不斷發(fā)展，呈現(xiàn)出多元、復(fù)合的發(fā)展態(tài)勢(shì)。云端的供應(yīng)商迅速增多，可選擇的云端服務(wù)種類(lèi)和數(shù)量也與日俱增，但在此蓬勃態(tài)勢(shì)中卻缺少了針對(duì)性的連接和管理標(biāo)準(zhǔn)，從而產(chǎn)生了選擇的困難，因此云端連通性的管理問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中不得不解決的一大問(wèn)題。

3.4 重視安全問(wèn)題

安全問(wèn)題向來(lái)是各領(lǐng)域的重點(diǎn)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而言，其系統(tǒng)的安全與否直接影響到后續(xù)系統(tǒng)的應(yīng)用、推廣和發(fā)展態(tài)勢(shì)。當(dāng)今科技水平發(fā)展迅速，各領(lǐng)域、各行業(yè)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備都在不斷進(jìn)步、更新迭代，整體呈現(xiàn)出了智能化的大趨勢(shì)。然而，智能化的開(kāi)始也面臨了許多安全問(wèn)題，在此期間存在眾多安全隱患。解決安全問(wèn)題是當(dāng)今時(shí)代科技發(fā)展的一大重點(diǎn)，因此業(yè)界是否能研究開(kāi)發(fā)出更加完善、穩(wěn)健的硬件安全體系關(guān)乎整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。然而保證系統(tǒng)安全性的同時(shí)，如何保證系統(tǒng)的功能維持、功耗降低也需專(zhuān)業(yè)人員投入更多精力。這需要開(kāi)發(fā)廠商加大資源投入，將安全和性能兩手抓，盡力將高級(jí)的安全性能融入到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中，及時(shí)有效地解決引發(fā)的問(wèn)題和漏洞，從而化解物聯(lián)網(wǎng)安全性能不足的缺陷，為物聯(lián)網(wǎng)長(zhǎng)久的發(fā)展助力。

3.5 開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不足

經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三次發(fā)展浪潮的物聯(lián)網(wǎng)，從其現(xiàn)階段發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，開(kāi)發(fā)領(lǐng)域仍然存在不足。如今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展處于起步階段，缺少大量經(jīng)驗(yàn)豐富的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員，因而如今物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展并未突飛猛進(jìn)、受到了技術(shù)支持的限制。因此行業(yè)內(nèi)應(yīng)該思考如何將困難化為提升的機(jī)遇，如何高效培訓(xùn)專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)、常見(jiàn)問(wèn)題解決方案和專(zhuān)業(yè)相關(guān)技能。如今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r也被各國(guó)視為國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的體現(xiàn)，受到了各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。因此，應(yīng)當(dāng)更加注重對(duì)行業(yè)的鼓勵(lì)和支持，建立完善健全的相關(guān)政策、投入大量的人力物力資源、鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)科技人員的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，以期為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)大的后盾和支持，助力物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定快速發(fā)展。

4? 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)成為各國(guó)焦點(diǎn)，其發(fā)展被視為國(guó)家綜合實(shí)力、振興經(jīng)濟(jì)發(fā)展的體現(xiàn)。故而，應(yīng)關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀，重視化解物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)遇到的阻礙。物聯(lián)網(wǎng)是否能真正掀起時(shí)代進(jìn)步的浪潮，還需各國(guó)傾注更多的投資和關(guān)注。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念和相關(guān)安全技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并分析現(xiàn)階段發(fā)展的不足之處，望對(duì)相關(guān)人員提供參考和幫助。

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