基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)及運(yùn)用研究

張丹丹

（沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110045）

1 引言

隨著云技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合，當(dāng)前我國(guó)信息處理處于不斷進(jìn)步的狀態(tài)，通過(guò)云計(jì)算的大力支持，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到進(jìn)一步提升。但在其結(jié)合的同時(shí)在很多方面也產(chǎn)生了相應(yīng)的信息安全問(wèn)題，面對(duì)這些問(wèn)題，相應(yīng)的安全技術(shù)應(yīng)用成為當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，使其能夠更好地為我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展提供良好的信息環(huán)境，所以針對(duì)當(dāng)前云計(jì)算下物聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)重視安全技術(shù)的應(yīng)用。

2 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

實(shí)質(zhì)上云計(jì)算并不屬于全新的技術(shù)，在其實(shí)際應(yīng)用中，是在分布式計(jì)算、并行式計(jì)算、網(wǎng)格式計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。在實(shí)際的工作當(dāng)中，云平臺(tái)計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了大量信息的計(jì)算以及存儲(chǔ)的空間。物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際的工作運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)際上是按照約定的協(xié)議，將全球定位系統(tǒng)、射頻識(shí)別、傳感器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)傳感設(shè)備之間高效的信息交換以及信息傳遞，進(jìn)而達(dá)成對(duì)網(wǎng)絡(luò)的智能化識(shí)別、跟蹤以及監(jiān)控管理。在物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的大背景下，其信息量也越來(lái)越大，當(dāng)前對(duì)于其而言，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)收集的信息進(jìn)行合理分析以及高效處理是發(fā)展重難點(diǎn)。而云計(jì)算的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題，將物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算進(jìn)行充分結(jié)合，通過(guò)云計(jì)算的海量信息處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部海量信息的有效儲(chǔ)存以及高效處理。在實(shí)際的云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合中，不僅能夠降低成本，而且實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的高效儲(chǔ)存和準(zhǔn)確計(jì)算[1]。

3 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

按照物聯(lián)網(wǎng)具有的本質(zhì)屬性以及相關(guān)的應(yīng)用特征，主要可以將其分為3層，具體包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。首先，就感知層而言，屬于物聯(lián)網(wǎng)的最底層。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，感知層屬于物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的基礎(chǔ)部分，也是最關(guān)鍵的部分，在具體的活動(dòng)當(dāng)中，主要是借助傳感器、RFID、智能卡、閱讀器、條形碼、人機(jī)接口等多種信息感知設(shè)備，對(duì)物理世界當(dāng)中產(chǎn)生的各種物理事件以及相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集以及識(shí)別，進(jìn)而對(duì)物理世界當(dāng)中發(fā)生各種活動(dòng)產(chǎn)生的信息進(jìn)行全面的感知以及控制。其次，網(wǎng)絡(luò)層屬于物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的中間部分。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層通常情況下，是在已經(jīng)存在的互聯(lián)網(wǎng)以及通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，設(shè)立包括無(wú)線和有限網(wǎng)的接入網(wǎng)，其主要功能在于對(duì)感知層采集的數(shù)據(jù)和控制信息進(jìn)行雙向傳遞、路由和控制。最后，應(yīng)用層，屬于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程終端層。借助應(yīng)用層在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中與各個(gè)專業(yè)以及行業(yè)的結(jié)合，對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行的詳細(xì)分析以及處理，進(jìn)而為客戶提供有針對(duì)性的服務(wù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)。

4 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)存在的安全問(wèn)題

在實(shí)際的云計(jì)算基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，仍然存在很多安全問(wèn)題，很大程度上影響了相關(guān)環(huán)節(jié)的工作效率以及用戶得到信息的質(zhì)量。基于云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)存在的安全問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.1 感知層存在的安全問(wèn)題

在云計(jì)算的影響下，物聯(lián)網(wǎng)安全將直接受到感知層的影響，若感知層產(chǎn)生安全問(wèn)題，會(huì)對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)性能造成嚴(yán)重的消極影響。在具體的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，感知層可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，主要在以下環(huán)節(jié)：首先，本地安全。當(dāng)前存在大量感知點(diǎn)無(wú)人看守的現(xiàn)狀，在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)很容易遭到破壞。其次，能量耗盡。能量耗盡問(wèn)題的出現(xiàn)主要是由于協(xié)議漏洞的存在，通過(guò)持續(xù)通信，造成各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的問(wèn)題。最后，隱私保護(hù)。在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，基本物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的所有連接對(duì)象都可以被有效感知，所以實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，非常常見(jiàn)的就是產(chǎn)生物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部人員信息以及企業(yè)業(yè)務(wù)信息被盜用的問(wèn)題，對(duì)用戶的信息安全產(chǎn)生了很大威脅[2]。這些問(wèn)題的產(chǎn)生，不僅從源頭限制了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的效率，而且嚴(yán)重影響了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的質(zhì)量。

4.2 網(wǎng)絡(luò)層存在的安全問(wèn)題

隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)時(shí)代來(lái)臨的腳步日益加快，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是當(dāng)前主要趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層有效實(shí)現(xiàn)了信息的雙向傳遞。但與此同時(shí)，也產(chǎn)生了安全問(wèn)題發(fā)生的可能。首先，分布式拒絕服務(wù)供給。通過(guò)短時(shí)間進(jìn)行大量信息的傳輸?shù)姆绞剑瑢?duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行攻擊，不僅造成了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用，而且嚴(yán)重影響流量速度，甚至可能引起信息傳輸中斷。其次，偽造網(wǎng)絡(luò)信息和中間人供給。在實(shí)際的用戶使用物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中進(jìn)行偽裝偽造，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層向用戶發(fā)送錯(cuò)誤信息，讓設(shè)備產(chǎn)生錯(cuò)誤響應(yīng)，最終將演變成為物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題。另外，中間人的供給極易產(chǎn)生通信失效以及假冒強(qiáng)求的現(xiàn)象。最后，跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)供給。這種情況的出現(xiàn)，嚴(yán)重阻礙了網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)展，更有甚者，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的可靠性和服務(wù)性產(chǎn)生了威脅[3]。此環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題，主要在相關(guān)信息的傳播方面，這類安全問(wèn)題的產(chǎn)生，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且限制了云計(jì)算下的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

4.3 應(yīng)用層產(chǎn)生的安全問(wèn)題

在實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)用層產(chǎn)生的安全問(wèn)題主要可以分為兩個(gè)方面：一方面，虛擬化產(chǎn)生的安全問(wèn)題。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，缺少加密等技術(shù)應(yīng)用。另一方面，是數(shù)據(jù)的隱私問(wèn)題。云計(jì)算下的物聯(lián)網(wǎng)主要功能就是信息數(shù)據(jù)處理。在實(shí)際的生活中信息數(shù)據(jù)也是影響用戶生命財(cái)產(chǎn)安全的主要因素，當(dāng)信息被傳送至云中，管理人員就失去了對(duì)其數(shù)據(jù)控制的能力[4]。所以，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，相關(guān)人員應(yīng)意識(shí)到應(yīng)用層產(chǎn)生的安全問(wèn)題隱患，最大限度地確保信息數(shù)據(jù)安全，避免給用戶帶來(lái)不必要的損失影響。

5 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的運(yùn)用

伴隨云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平的不斷提升，其安全技術(shù)在眾多領(lǐng)域中有更多應(yīng)用，如感知層安全技術(shù)能夠有效防止物聯(lián)網(wǎng)入侵，網(wǎng)絡(luò)層安全技術(shù)可以有效保證云計(jì)算數(shù)據(jù)信息的安全性能，應(yīng)用層安全技術(shù)的應(yīng)用，可通過(guò)數(shù)據(jù)隔離、動(dòng)態(tài)加密等方式，確保云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)安全，對(duì)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)有積極作用，具體表現(xiàn)在以下方面。

5.1 感知層安全技術(shù)

在實(shí)際的云計(jì)算下的物聯(lián)網(wǎng)感知層其可能產(chǎn)生的安全問(wèn)題相對(duì)而言屬于比較多的，所以感知層的安全技術(shù)需要保證其技術(shù)能夠進(jìn)行合理應(yīng)用，具體分析如下：首先，是安全路由協(xié)議。在具體的選擇中，可選擇的安全協(xié)議有：將Hash函數(shù)RFID作為基礎(chǔ)的協(xié)議、將隨機(jī)數(shù)機(jī)制的FRID作為基礎(chǔ)的協(xié)議、將重加密作為基礎(chǔ)協(xié)議等，通過(guò)對(duì)這些先進(jìn)、有效的安全協(xié)議的充分應(yīng)用，保證物聯(lián)網(wǎng)的感知層擁有相對(duì)安全的保障。其次，入侵檢測(cè)技術(shù)以及防御技術(shù)。就物聯(lián)網(wǎng)的加密體系而言，正常的密碼加密與當(dāng)前云計(jì)算下的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)嚴(yán)重不匹配。在實(shí)際的加密過(guò)程中，可以通過(guò)合理的入侵檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)入侵的高效檢測(cè)。最后，密鑰管理。通過(guò)科學(xué)、合理、安全性較高的密鑰管理，及其與加密算法的高效配合，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)分層傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理能力的全面提升，而且推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)性能的發(fā)展[5]。

5.2 網(wǎng)絡(luò)層安全技術(shù)

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很多特點(diǎn)，導(dǎo)致當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全問(wèn)題也處于非常嚴(yán)峻的狀態(tài)，要想切實(shí)杜絕此種安全問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，認(rèn)證機(jī)制。認(rèn)證機(jī)制主要由身份認(rèn)證以及消息認(rèn)證組成，認(rèn)證機(jī)制的使用目的，為使用者核對(duì)對(duì)方身份提供機(jī)會(huì)，是會(huì)話雙方能夠進(jìn)行會(huì)話密鑰交換的重要前提。在實(shí)際的會(huì)話密鑰交換過(guò)程中，保密性以及及時(shí)性是非常重要的，就保密性而言，主要目的是避免假冒情況以及會(huì)話密鑰泄露情況的出現(xiàn)。就及時(shí)性而言，主要目的是防止消息重放的現(xiàn)象發(fā)生。其次，是訪問(wèn)控制。在具體的應(yīng)用中，向用戶提供角色分配，以不同角色為基礎(chǔ)，設(shè)置相應(yīng)的訪問(wèn)策略，以達(dá)到對(duì)用戶的行為限制的目的。最后，是加密機(jī)制。屬于物聯(lián)網(wǎng)安全保護(hù)中的重要技術(shù)，在此項(xiàng)技術(shù)中，主要是借助密碼算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部信息的加密，進(jìn)而為處于傳遞狀態(tài)的信息提供保障，使其不被截獲。

5.3 應(yīng)用層安全技術(shù)

基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)用層的安全問(wèn)題屬于關(guān)鍵性問(wèn)題，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生的影響是十分嚴(yán)重的。在實(shí)際的安全問(wèn)題防范中，可以通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)：首先，是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)給實(shí)際的應(yīng)用層提供了較大容錯(cuò)率，在實(shí)際的工作中，可以借助可信物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，通過(guò)數(shù)據(jù)備份對(duì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的安全性提供保障，與此同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)控制存儲(chǔ)設(shè)備的兼容性及其擴(kuò)展性。其次，數(shù)據(jù)隔離技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用目的是保障信息數(shù)據(jù)的安全。不僅能夠起到有效避免虛擬用戶非法訪問(wèn)的目的，而且保證了數(shù)據(jù)安全，有效避免了信息丟失。最后，動(dòng)態(tài)加密算法。借助高效的動(dòng)態(tài)加密算法，一方面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)信息的高效保護(hù)，另一方面，推動(dòng)了密文的詳細(xì)分析和完善處理[6]。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著物聯(lián)網(wǎng)在人們生活、企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也日益關(guān)注起來(lái)。面對(duì)當(dāng)前云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合中產(chǎn)生的安全問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視，在實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，針對(duì)不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生的影響云計(jì)算下物聯(lián)網(wǎng)安全的問(wèn)題，采取有針對(duì)性的解決方法進(jìn)行解決。與此同時(shí)，通過(guò)各種安全技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，在增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)應(yīng)用效率的同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面發(fā)展，使其為人們的生活以及企業(yè)的發(fā)展提供更多便利。