有效提升物聯網安全的對策和措施探究

摘 ?要：隨著5G等信息技術的發展，物聯網也隨之得到了相應的發展，對于物聯網來說，除了要獲得長遠發展，安全問題也變得越來越重要。在信息技術發展的同時，物聯網也得到了巨大的發展空間。為了讓物聯網得到更廣闊的發展，讓越來越多的人注意到物聯網的安全問題成為物聯網發展的關鍵。本文將對如何提升物聯網的安全問題進行深入的討論，并提出相應的解決方法，希望能夠對后續的研究有所幫助。

關鍵詞：5G;物聯網;安全架構;信息安全

中圖分類號：TN915.08;TP391.44 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）17-0169-02

Abstract：With the development of information technology such as 5G，the internet of things has been developed accordingly. For the internet of things，besides the long-term development，security issues are becoming more and more important. With the development of information technology，the internet of things has also brought tremendous space for development. In order to make the internet of things develop more broadly，more and more people have noticed that the security of the internet of things has become the key to the development of the internet of things. This paper will discuss how to improve the security of the internet of things in depth，and put forward the corresponding solutions，hoping to be helpful to the follow-up research.

Keywords：5G;internet of things;security architecture;information security

0 ?引 ?言

2019年6月6日，工業和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯通以及中國廣電發放5G商用牌照，這標志著中國正式進入了5G商用階段。而物聯網產業被認為是5G時代最大的受益者。所謂物聯網（Internet of Things），就是物與物相連接的互聯網。5G將使物聯網迎來爆發式增長的發展，意味著萬物互聯時代的到來，物聯網也將走入人們生活的方方面面。物聯網主要連接了現實的物理空間和虛擬的網絡空間，在推動現代人們的生活及工作發展的過程中，也給人們帶來了新的問題，即信息安全問題。與傳統互聯網的信息安全問題相比，物聯網的安全風險指數更高、威脅更大、后果更嚴重，隨著針對用戶隱私、基礎網絡環境的安全攻擊不斷增多，物聯網的網絡安全問題已成為限制物聯網服務廣泛部署的障礙之一。分析物聯網面臨的安全風險，對提升物聯網安全水平、促進物聯網及其生態系統的健康發展有著重要意義，因此需要迫切地研究這一問題，并提出相應的解決方案。

物聯網的技術架構由感知層、網絡層、應用層三大部分組成。本文將針對物聯網的感知層、網絡層和應用層存在的安全問題分別進行分析，并提出探究性的建議。

1 ?物聯網安全存在的問題

1.1 ?感知層的安全風險

感知層的功能是識別物體和采集信息，感知層中存在大量的感知器，比如溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀/寫器、攝像頭、M2M（Machine to Machine）終端以及無線傳感器網絡等等。首先，由于感知器中的感知點具有功能簡單和攜帶方便的特點，與之相應的是這類感知點的技術含量比較低，而且缺乏合理的安全保護措施，所以很容易被當成攻擊的目標，受到安全威脅。其次，感知器中的感知點大多安裝在室外，并且是通過電池供電的，所以它自身并不具備復雜的功能，難以適應復雜的安全協議，而且在工作的過程中難以進行自我保護，所以在進行數據傳輸和數據采集的過程中會存在安全隱患。其三，物聯網傳感器多使用嵌入式操作系統，如果這些嵌入式操作系統遭受了攻擊，將會對整個物聯網帶來安全風險。除此之外，由于感知節點采用的是分散控制的模式，所以會缺乏統一的安全防護體系，也會增加感知點的危險系數。

1.2 ?網絡層的安全威脅

物聯網網絡層的功能是信息傳遞和處理，網絡層可以由不同網絡構成，例如移動通信網、互聯網和無線傳感器網絡等。這些網絡本身就存在著安全問題，其實也就是傳統的網絡安全問題，所以集中到物聯網當中也會存在著類似的安全問題。與此同時，由于物聯網由不同網絡構成，也存在各類異構網絡的互通互聯的應用場景中的安全問題，也會對物聯網的網絡層形成安全威脅。最后，組成物聯網的網絡類型以及網絡介質本身有著很大的差別，所以在進行網絡傳輸的過程中，也會由于異構網絡的跨網認證而出現一系列的安全問題。

1.3 ?應用層的安全隱患

物聯網應用層提供豐富的基于物聯網的應用，是物聯網發展的根本目標。物聯網的應用已融合到生活的方方面面，如智能物流、智能監控、智能交通、智能家居、智慧城市等，絕大多數的應用系統通常采用“終端+云端”的應用架構。一方面物聯網在終端的應用本身就存在著很大的安全隱患，比如現在的終端容易被傳入間諜軟件或是勒索軟件，造成物聯網的數據丟失或者被加密，導致無法正常使用。另一方面，在云端存在傳統的操作系統、數據庫及云平臺的漏洞，由于云端是所有感知層數據的匯聚點，若這些漏洞或安全隱患被利用，一旦被攻擊，將影響整個物聯網的應用。

2 ?物聯網安全的對策和建議

2.1 ?感知層安全對策

所謂感知層，其作用就是感知信息，具有感知信號以及識別物體和處理控制的功能。針對于感知層的安全措施，主要是使用物料管理的方式來保障物聯網的通信安全。由于感知層中設備比較多，所以很難按照統一的要求進行具體的服務，因此必須要保證物聯網的機密性和認證性。

在物聯網中，由于網絡復雜性逐漸增加，其遭受到外部攻擊的風險也在隨之加大，因此需要對傳統的安全解決方案進行不斷的升級，才能更好地應對外部的攻擊以及內部的風險。除此之外，還可以在感知層運用認證機制，由于傳感器的多樣性，很難統一要求，但機密性的認證性都是必要的。而認證性可以通過對稱密碼或非對稱密碼方法解決。使用對稱密碼的認證方案需要預置節點間的共享密鑰，在效率上也比較高，消耗網絡節點的資源較少，但需要感知層都選用此方案。而使用非對稱密碼技術的感知層一般具有較好的計算和通信能力，并且對安全性要求更高。同時通過運用認證機制，可以阻止標簽和節點的非法訪問，通過銷毀標簽、標簽加密以及標簽變頻等方式，將加密的技術應用到物聯網安全保護措施當中，通過這樣的方式可以改善物聯網的安全問題。

2.2 ?網絡層安全對策

網絡層的主要安全需求在于保證數據的機密性、完整性及一致性等，因此網絡層的安全對策主要涉及到端與端之間，以及節點與節點之間的機密性。端與端之間的機密性，主要是通過安全機制的方式來進行保障，比如端到端認證機制、端到端密鑰協商機制、密鑰管理機制和機密性算法選取機制等。點與點之間的機密性則主要是通過節點之間的確認以及密鑰之間的協定進行保障，這類機密性的保障還要關注效率方面的問題。

2.3 ?應用層安全對策

除了要探究感知層、網絡層的安全對策之外，還要研究物聯網應用層的安全對策。根據物聯網在應用層面“終端+云端”的架構特點，可以在終端及云端分別采取相應的安全對策。在“終端”側，主要保證終端對要安裝的應用軟件進行來源識別，對已安裝的應用軟件進行敏感行為控制，確保終端中的應用軟件未被植入間諜軟件或是勒索軟件，也無未經授權的修改、刪除、竊取用戶數據等行為。在“云端”側，一方面采用傳統的安全保障方法，要求建立數據訪問庫調控與內容篩查體系，以及數據外泄跟蹤體制等一系列的相關措施進行對應，來保證物聯網云端應用層面數據庫的安全性。也可以采用相關的密碼技術，例如門限密碼、匿名簽名以及訪問控制等技術，在進行加密的過程中，還要對加密文檔進行相關的檢查，來查看文檔是否遭受到了病毒的侵襲，對加密文檔進行更深一步的檢查，都可以提高物聯網在應用層云端的安全性能。另一方面，可以利用“云端”的計算能力優勢進行大數據分析。比如在“云端”設置一個安全網關，安全網關負責采集數據，如流量數據、設備狀態等等，這些數據上傳到云端的應用層，利用應用層的數據分析能力進行分析，根據分析結果，采用相應的安全對策。

3 ?結 ?論

總而言之，隨著互聯網、5G及大數據的發展，物聯網也在不斷進行發展與演變。在發展的過程中也會相應地存在著一些問題，因此需要認真對待物聯網在發展過程中出現的一系列問題，并及時地提出相應的解決方案，使物聯網得到更加長遠安全的發展。

參考文獻：

[1] 邊歡強.物聯網時代 ?信息安全防護不容松懈 [J].通信世界，2019（17）：39.

[2] 謝曉霞.物聯網計算機網絡安全及控制 [J].科技創新與應用，2019（18）：141-142.

作者簡介：楊存勝（1978-），男，漢族，湖南邵東人，通信工程師，本科，研究方向：計算機網絡技術、網絡安全。