城市感知網絡身份認證研究

【摘要】 城市感知網絡由不同類型的網絡綜合而成。同一用戶在各類網絡里具有不同的身份標簽。為了提高身份認證的效率。保證安全，避免惡意用戶危害網絡運行。有必要針對不同的網絡場景設計不同的身份認證協議。

【關鍵詞】 城市感知網絡 身份認證

一、城市感知網絡發展現狀

2008年11月IBM公司提出了智慧地球的概念，隨后衍生出了智慧城市的概念。一般而言智慧城市具有如下基本特征[1]：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用。信息化與城市化是當前社會發展的兩項重要任務。二者的高度融合使得“智慧城市”這一概念被越來越多的公眾所接受。

建設智慧城市的平臺是基于物聯網與互聯網、云計算和大數據的信息網絡系統；建設智慧城市的手段是全面感知（物聯網）、可靠傳遞（通信網）和智能處理[2]。

智慧城市具有靈敏、高效、泛在的感知能力，需要建立覆蓋城市的信息采集、信息傳輸和信息服務的感知系統。簡化后的城市感知網絡總體架構自底向上可分為信息感知層、信息傳輸層和信息處理層[3]。

信息感知層負責從各類傳感器或含有傳感器的智能終端中采集信息。可以是各類傳感器構成的無線傳感器網絡，用來進行安全監控、環境檢測、交通流量、建筑能耗測量等應用；也可以是用于產品或身份識別的RFID標簽采集系統；還可以由移動智能終端采集，如智能手機的內置溫度濕度、噪聲、光強、GPS、海拔、加速度、煙感檢測等傳感器。

信息傳輸層將感知的各類信息通過Zigbee、藍牙、紅外、WiFi或者3G等不同的傳輸技術高效可靠地接入以IP協議為基礎架構的公共數據網。信息處理層應用大數據分析與處理技術從中提取出相應結果提供給智慧城市的應用服務。比如智慧交通、智慧環保、智慧公安等城市功能的需求。總之城市感知網絡是綜合了城市現有的物聯網、互聯網以及無線通信網的新型網絡。

二、城市感知網絡身份認證技術

事物總是具有兩面性。新一代信息技術在智慧城市中的廣泛應用給生活帶來便利的同時，也帶來了潛在的安全問題。若不能處理好信息安全問題，那么信息技術運用地越廣泛深入，智慧城市所面臨的安全威脅也就越大。

以城市感知網絡為例子：從系統角度看，它既然綜合了物聯網、互聯網和移動通信網的優點，那么它們在安全方面的缺陷也同樣存在并衍生出了新的安全隱患[4] [5]；從網絡用戶角度看，同一個自然人在不同的網絡（物聯網、互聯網、移動通信網）中具有的身份標簽不同，也就涉及到在不同網絡中的身份認證的安全與效率問題。

更有惡意用戶使用虛假消息簽名、拒絕服務攻擊等手段危害網絡的正常運行。身份認證是實現信息安全的基本手段，是信息系統安全的先決條件。如果沒有認證安全，其它安全都是空中樓閣。

安全專家認為：“需要從感知、傳輸等多個層次來確保智慧城市居民日常生活的有序性。”

所以，研究城市感知網絡的安全問題是智慧城市廣泛推廣的前提和關鍵，而用戶身份認證問題又是其中的重點。因此，研究城市感知網絡用戶身份認證問題具有廣闊的應用前景和重要的現實意義。

用戶在由多種不同網絡構建的城市感知網絡覆蓋范圍中移動時，需要針對不同的網絡應用場景設計特定的身份認證協議。針對前面提出的城市感知網絡的組成（物聯網、互聯網、移動通信網），作者認為RFID標簽批量認證、WSN廣播認證以及移動IP身份認證三個方面值得進一步研究。