試析物聯網時代的嵌入式系統安全性問題

崔運輝

摘要：物聯網時代悄然而至，在這一時代背景中，采取有效措施控制網絡安全風險，確保嵌入式系統安全性問題及時處理，以免數據信息丟失。本文首先介紹物聯網時代嵌入式系統面臨的挑戰，然后總結常見系統安全性問題，最后重點探究問題應對策略。希望這一論題能為嵌入式系統研發者以及系統安全運維者提供幫助，進而從整體上提升嵌入式系統安全系數。

關鍵詞：物聯網;嵌入式系統;系統安全;問題;策略

前言：

現今，網絡安全維護工作刻不容緩，針對嵌入式系統安全運維工作細致探究，通過強化硬件安全防護、加強系統病毒防護、加強軟件更新維護等措施高效處理系統安全性問題，以便為用戶提供安全的用網環境，進而加快物聯網時代發展步伐。由此可見，該論題具有探究必要性和迫切性，論題探究如下。

1.物聯網時代嵌入式系統面臨的挑戰

雖然物聯網時代發展速度日益加快，但嵌入式系統安全性問題逐漸突顯，換言之，嵌入式系統在物聯網視域下面臨嚴峻挑戰。當前物聯網技術大范圍普及，殊不知，先進技術為應用行業帶來便利的同時，受攻擊對象相應增多，若系統安全風險控制工作片面推進，那么物聯網設備性能會大大降低，導致物聯網技術優勢低效發揮。若嵌入式系統保持獨立性，意味著程序存儲器內代碼固定不變，那么黑客攻擊現象愈加普遍，同時，嵌入式系統功效會因此受到限制。其不然，系統外源性安全問題接踵而至，導致設備常態化運行狀態被打破[1]。

針對上述挑戰制定應對策略時，要想保證策略的有效性，定要分析挑戰起因。從本質上來講，嵌入式系統體系結構如圖1所示，該系統規模龐大，加之，系統內部結構較復雜，這極易為非安全因素提供可乘之機，進而影響物聯網設備性能，導致物聯網技術應用行業舉步維艱。此外，復雜環境交互、功能安全與信息安全深層次融合等內容均是誘發系統安全風險的重要原因。鑒于網絡信息技術具有時代性，故而，嵌入式系統安全性挑戰將持續化、動態化推進，若系統安全隱患不能及時消除，則智能時代發展步伐會因此受到制約。基于此，下文具體總結常見系統安全性問題，據此提出相應的解決對策，希望能為嵌入式系統運維人員提供思路，促使物聯網技術優勢全面彰顯[2]。

2.物聯網時代的嵌入式系統安全性問題

嵌入式系統由單片機、編程、處理器等內容組成，該系統運行于物聯網環境，由于物聯網具有開放性和動態性，加之，系統補丁修復程序低效運用，導致系統安全風險大大增加，故而，下述安全性問題日益顯現。

2.1硬件安全性問題

物聯網設備硬件安全性問題集中于硬件接口，具體來說，數據接口、外設接口、調試接口極易于調試階段產生安全風險。同時，系統及程序的調試串口操作、系統代碼調試操作同樣存在安全性問題。究其原因，嵌入式系統設計期間，一旦設計主體忽視系統安全問題，那么后期系統信息被篡改的幾率隨之提高。除此之外，物聯網通訊環節會為攻擊者提供可乘之機，攻擊對象包括無線芯片、云端鏈路等。若硬件安全性問題低效處理，那么用戶信息丟失、被竊取的幾率將大大提高，最終系統漏洞會成為攻擊者利用的最佳對象。

2.2網絡病毒隱患問題

現今，物聯網設備終端呈現智能化趨勢，一旦智能化工具（嵌入式系統的機器人、生產線等）遭受病毒侵襲，那么必然產生安全事故。即便網絡用戶實名登錄，但這并不會對暴力攻擊行為起到約束作用，加之，現有網絡安全律法不夠完善，導致黑箱軟件隱性運行、順勢植入協議規則等行為屢禁不止。這不僅會弱化物聯網技術優勢，還會不同程度的損害用戶權益，導致用戶與物聯網技術研發單位間的矛盾日益累積。例如，別有用心的個體或組織為實現一己私利，于商務平臺中置于協議規則，亦或是利用軟件黑箱的隱蔽性來獲取高額收入，最終嵌入式系統會陷入安全危機。

2.3軟件安全性問題

現今，嵌入式系統在物聯網設備中起到關鍵性作用，但系統自身的安全漏洞不勝枚舉，這也是攻擊者肆意妄為的主要原因。從另一個角度來講，系統開發者的編碼能力有待強化，編碼期間往往憑借主觀意愿處理系統參數，導致系統安全問題被忽視不計，故而，攻擊者會利用這一契機實施攻擊行為。究其原因，物聯網設備根密鑰安全等級較弱，進而不法分子會通過暴力攻擊來獲取root賬戶或者管理員賬戶，導致嵌入式系統存在安全性問題。除此之外，非規范人為操作也會誘發軟件安全性問題，這不僅會影響系統運行的穩定性和安全性，還會因系統故障頻發而降低系統性能[3]。

3.物聯網時代的嵌入式系統安全性問題的應對策略

物聯網時代到來后，嵌入式系統研發者和使用者應高度重視系統安全維護工作，針對潛在安全性問題制定相應的解決策略，促使系統安全風險最大限度的把控。這不僅能夠提高用戶滿意度，還能為物聯網技術升級、嵌入式系統創新奠定良好基礎。嵌入式系統安全性維護的前提條件，即合理制定安全性設計方案，并細化設計目標。具體來說，基于同一界面管理交互行為，這在一定程度上能夠減少入侵行為，同時，還能有效控制安全隱患。設計期間，設計主題圍繞感知層、控制層制定安全防護設計方案，以便為系統應急處理程序常態化運行提供依據。從以下幾方面措施入手，促使物聯網設備安全維護水平循序漸進的提升。

3.1強化硬件安全防護

嵌入式系統安全防護工作開展的過程中，基于硬件設施維護操作來降低故障發生幾率，在此期間，有計劃的推行安全巡檢制度，針對硬件設備質量合格情況具體記錄，以免為網絡攻擊行為提供機會。安全巡檢制度改進期間，安全防護人員積極參與，結合安全防護經驗提出制度完善的合理化建議，以此提高安全巡檢制度可行性和有效性，以期約束不法行為，促使嵌入式系統在安全環境下運行。同時，啟動硬件安全預警機制，以期實現硬件設備動態監測、全面防護目的，即便存在硬件缺陷，預警信號能在短時間內給予提示，這時安全防護人員能夠視情況啟動安全策略，致使硬件安全問題高效處理。在這一過程中，適時啟動安全防護體系具有必要性和可行性。就硬件設備來講，工作人員應動態觀察安全預警模塊運行狀態，通過改寫安全策略來抵御惡意程序，進而系統能夠保持現場運行的最佳狀態。系統硬件安全防護的過程中，從業者應樹立全局意識，并置身于安全預警模塊改進活動，針對安全策略調整工作提出建設性意見，這在一定程度上能夠提高嵌入式系統適用性，且該系統能夠穩定性、安全性啟動，最終系統硬件安全防護目標能夠順利實現。

系統硬件安全防護工作刻不容緩，推進系統硬件安全防護活動時，防護人員應客觀分析系統多樣性，并有依據的選用系統硬件防護技術、制定可行性防護方案，以便能夠更好的滿足嵌入式系統設計需要，大大降低嵌入式系統故障幾率，避免數據信息遭受侵襲。與此同時，技術研究者應集思廣益，借助嵌入式系統安全性分析法深入分析物聯網時代嵌入式系統安全維護需要，確保硬件安全得到全面維護，促使嵌入式系統安全性問題順利解決。鑒于物聯網設備種類豐富，加之，不同設備的運算能力以及數據保護作用不相一致，基于此，應視情況探究嵌入式系統硬件維護措施。只有具體落實系統硬件安全防護工作，才能為嵌入式系統安全性問題處理起到基礎鋪墊作用，進而大幅度提升系統硬件安全水平，并為物聯網技術改革提供可靠支持[4]。

3.2加強系統病毒的防護

物聯網視域下，要想真正提高數據信息傳輸速率，并全程保護數據信息安全性，促使網絡常態化運行，加強系統病毒防護力度具有迫切性和重要性。目前，市場上應用的殺毒軟件呈現多樣化、多功能等特點。在此期間，系統使用者以及運維者應動態更新殺毒軟件，并掌握各類殺毒軟件應用技巧，促使殺毒軟件功能優勢淋漓盡致的彰顯，進而實現嵌入式系統實時維護目的。系統病毒具有快速擴散、多樣化入侵等特點，對此，防火墻病毒庫應適當更新，這對防火墻適應能力強化、病毒抵御成功率提高有促進意義。

除此之外，嵌入式系統運維主體以及系統使用者應保持嚴謹認真的工作態度，參照相關規則以及具體要求執行系統病毒防護工作。首先，定期檢查系統文件。因為病毒入侵的重要對象即系統文件，故而，從業者應動態觀察系統文件運行狀態，并根據觀察結果組織病毒查殺活動，針對系統文件異常現象及時消除，避免病毒大范圍擴散，導致系統文件安全性和穩定性受到影響。其次，組織系統化培訓。隨著物聯網設備的不斷升級，編程技術水平相應提高，若長時間應用傳統的病毒防護措施予以應對，那么病毒防護效率和質量得不到可靠保證。基于此，從業者應主動學習有關病毒防護的最新知識，并預測未來病毒入侵方式，以便為應對措施制定提供依據。最為關鍵的是，嵌入式系統使用主體應養成良好的用網習慣，針對系統病毒定期查殺，促使系統病毒隱患最大限度的消除。然后，及時備份重要文件。用戶瀏覽或下載重要文件的過程中，應對其備份處理，以免系統遭受病毒侵襲后出現資料丟失、資料遺漏等現象。最后，用戶提高辨識能力。目前，非規范網站及網頁琳瑯滿目，對于用戶來說，應充分發揮把關人的作用，針對敏感信息細致鑒別，以免為病毒防護工作產生不必要的麻煩[5]。

3.3加強軟件的更新維護

軟件運行期間會不同程度的累積數據文件，若數據文件分類整理工作不到位，那么系統性能會大幅度降低，進而產生系統安全性問題。要想改變這一現象，應具體落實軟件更新升級工作，以此提高軟件質量，全面保障系統運行的安全性和穩定性。在這一過程中，有效運用軟件更新技術，以此縮短軟件升級時間、降低軟件升級成本。以往常用芯片手工連接、仿真器運行等方式完成軟件更新任務，實際上，這一方法具有高成本、低效率等不足。現今，開發平臺助力于軟件更新及維護，同時，微控制器、存儲器、數據存儲器協調配合。下文具體闡述上位機、系統下位機軟件實現，以供設計人員參考，確保系統應用效能全面發揮。

上位機軟件實現：鑒于系統整體更新需求，借助上位機軟件實現鏡像傳輸目的，即圍繞通信內容分析設計要點。在這一過程中，獲取最新鏡像文件，并準確統計帶傳輸數據包數量，待基礎工作無誤后，將其輸送至下位機，最后嵌入式設備對其針對性處理。若處理環節存在異常現象，那么數據包傳輸活動應重復執行，直到數據信息全部上傳，最后以結束字節來知會嵌入式設備。

系統下位機軟件實現：首先，借助專用仿真器完成內存劃分任務，并利用跳線方式進行程序更新。在此期間，細分鏡像文件存儲區及參數配置區，根據工作需要有序調度工作區內容。然后，參照分配方案執行分散加載機制，通過存儲器描述→應用程序鏈接→地址符號生成→執行等方式為系統軟件更新維護工作助力。最后，啟動更新模塊。在掌握應用編程管理的基礎上，準確定義數據結構或指針，同時，細分并設置定義函數類型，以便為應用編程調用起到基礎鋪墊作用。最為關鍵的是，更新系統抗誤碼性設計及抗掉電性設計，確保嵌入式系統常態化運行。

按照上述措施處理嵌入式系統安全性問題，既能滿足物聯網開放性需求，又能為用戶提供安全的用網環境，這對物聯網技術融合發展、高效運用有積極影響。此外，有利于加快智能時代發展步伐，進而豐富用戶生活體驗、提升用戶生活質量。鑒于電子時代變革進程逐步推進，為迎合電子系統智能化發展趨勢，全面總結嵌入式系統常見安全性問題，并提出相應的應對策略具有可行性和重要性[6]。

總結：

綜上所述，物聯網電子時代背景下，針對嵌入式系統安全性合理化設計，并圍繞硬件安全、系統病毒、軟件更新等內容實施維護措施，以期提高嵌入式系統實用性和穩定性。這既符合新時代發展需要，又能為智能電子系統與物聯網電子系統融合提供契機，最終提升嵌入式系統安全系數。因此，系統設計者和運維者應端正工作態度，運用理論知識制定嵌入式系統安全性問題處理對策，進而推動物聯網技術持續發展。

參考文獻：

[1]田晨林，陳正宇.嵌入式系統Web服務器的移植與CGI的應用[J].金陵科技學院學報，2019（02）：1-4.

[2]潘有順.嵌入式系統的數據競態條件研究[J].安順學院學報，2019，21（02）：116-120.

[3]張美玉，張倩穎，孟子琪，等.實時嵌入式雙操作系統架構研究綜述[J].電子學報，2018，46（11）：2787-2796.

[4]錢游.物聯網時代的嵌入式系統安全性問題分析[J].中國新通信，2018，20（19）：176.

[5]王典.物聯網時代的嵌入式系統安全性問題[J].山東工業技術，2018（17）：141.

[6]蔡舒祺.嵌入式系統安全性分析概述[J].電子技術與軟件工程，2017（03）：210-212.