基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)構(gòu)建路徑

摘要：物聯(lián)網(wǎng)作為依托傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的信息載體，將能夠被尋址的獨(dú)立物理個體之間通過信息交互連接起來，同時也加大了數(shù)據(jù)收集與管理維護(hù)的難度。該文基于當(dāng)前國企與事業(yè)單位在數(shù)據(jù)安全方面的問題，從物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前的發(fā)展與概況出發(fā)，綜合我國當(dāng)前企業(yè)行業(yè)大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)建現(xiàn)狀，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)的構(gòu)建方案，以期為行業(yè)人員提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù);采集系統(tǒng);數(shù)據(jù)安全

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）05-0022-02

伴隨著市場經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)的發(fā)展，各企事業(yè)單位的信息收集、信息管理與信息維護(hù)手段也應(yīng)該進(jìn)行革新與換代。但是部分企事業(yè)單位的信息相關(guān)工作仍停留在傳統(tǒng)收集方式上，一方面極大程度影響了信息的時效性、完整性與準(zhǔn)確性，另一方面耗費(fèi)人力、物力，在部分商業(yè)機(jī)密相關(guān)的管理上也存在安全隱患。因此，借助當(dāng)前新興的技術(shù)，構(gòu)建安全自動的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成了行業(yè)人員的首要課題。

1統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與展望

我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在統(tǒng)計(jì)技術(shù)方面的應(yīng)用較為普及，相關(guān)工作人員在實(shí)踐過程中也普遍認(rèn)為在數(shù)據(jù)采集中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)能有效地提高效率、加強(qiáng)精度;但也存在數(shù)據(jù)公開、信息泄露的問題[1]。企事業(yè)單位，多不愿考慮將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)據(jù)采集相結(jié)合，因此建立具有信息安全管理機(jī)制的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)勢在必行。

數(shù)據(jù)收集與管理方式的革新是符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢與技術(shù)應(yīng)用走向的必然趨勢，相關(guān)企事業(yè)單位應(yīng)緊跟發(fā)展潮流，開展統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)的研究，加強(qiáng)信息收集與管理在企業(yè)發(fā)展與決策指導(dǎo)方面的積極作用。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)構(gòu)建

2.1統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上是基于當(dāng)前硬件設(shè)備智能化、交流手段信息化、由傳統(tǒng)通信技術(shù)與現(xiàn)代交互觀念深度融合的復(fù)合產(chǎn)物。通過以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以前端感知設(shè)備為延伸，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無視時間與地點(diǎn)條件的人、機(jī)與物的充分交互。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的前端感知包括射頻識別系統(tǒng)、紅外感知系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)等，通過這些系統(tǒng)或技術(shù)能夠從數(shù)據(jù)感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)存儲、實(shí)際應(yīng)用三個層次進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)模塊的構(gòu)建。

在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建時，主要步驟分為三步：第一需要對物體進(jìn)行標(biāo)識，將能體現(xiàn)物體特征的數(shù)據(jù)具體化為屬性，以此完成物體的標(biāo)識;第二則需要通過識別設(shè)備對具體化后的物體屬性進(jìn)行讀取，并將信息格式轉(zhuǎn)化為符合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖侄?，為后續(xù)的信息傳輸與分析打好基礎(chǔ);第三步則將收集到的屬性信息傳輸?shù)叫畔⑻幚碇袠?，由中心部分完成對物體的構(gòu)造與相關(guān)指令的計(jì)算。這三個步驟也對應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)的三個層次，其中數(shù)據(jù)感知層的數(shù)據(jù)采集技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心部分，如果不能對信息進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確地采集，那么后續(xù)的傳輸與分析也無從談起，目前常用前端數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要包括射頻識別、二維碼技術(shù)、電子碼技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

2.1.1數(shù)據(jù)感知層

數(shù)據(jù)感知層作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的核心部分，在基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)程中扮演著極為重要的角色。在整個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)感知層主要負(fù)責(zé)通過射頻識別技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、紅外感知系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段進(jìn)行大范圍覆蓋式的信息收集。在完成對相應(yīng)物理個體的屬性信息收集后，數(shù)據(jù)感知層需要按照一定規(guī)則將數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的融合處理，然后再發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸給網(wǎng)絡(luò)傳輸層。在實(shí)踐中常使用具有多個基站的網(wǎng)絡(luò)，以此降低網(wǎng)絡(luò)路由跳數(shù)，節(jié)約成本，構(gòu)建數(shù)據(jù)感知層可根據(jù)采集行為的不同環(huán)節(jié)分為以下模塊：

1）數(shù)據(jù)傳輸模塊：數(shù)據(jù)傳輸模塊主要負(fù)責(zé)接收傳感器網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控器系統(tǒng)、感知識別系統(tǒng)的多種形式數(shù)據(jù)，這需要數(shù)據(jù)傳輸模塊有出色的接收能力，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的異步處理。將原始數(shù)據(jù)包在接收并存儲后以較快的速度傳輸至數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊進(jìn)行融合整理，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的具體環(huán)境，甚至需要具備一定的斷點(diǎn)續(xù)傳能力。

2）合法性檢驗(yàn)?zāi)K：合法性檢驗(yàn)?zāi)K的功能集中在對數(shù)據(jù)進(jìn)行第一步篩選，通過該模塊可對格式不正確、數(shù)據(jù)不完整、地址不正確、采集條件不合法的數(shù)據(jù)予以剔除，避免污染數(shù)據(jù)，引起其他問題。

3）故障檢測模塊：因數(shù)據(jù)感知層相較于網(wǎng)絡(luò)傳輸層與應(yīng)用層，在工作環(huán)境與應(yīng)用情況上可能存在諸不確定性。因此采用故障檢測模塊采集數(shù)據(jù)收集過程中導(dǎo)致數(shù)據(jù)不正常處理、不正常上傳的故障，通過設(shè)定相關(guān)策略能夠?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警與自動化的數(shù)據(jù)補(bǔ)全功能[2]。

4）數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：數(shù)據(jù)感知層的主要工作是將利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集的信息傳輸給網(wǎng)絡(luò)傳輸層，因此需要一個模塊按照用戶的要求將來自不同收集系統(tǒng)的不同形式、不同格式的信息按照規(guī)范的格式與周期進(jìn)行統(tǒng)一發(fā)送。

5）數(shù)據(jù)存儲模塊：數(shù)據(jù)存儲模塊是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)感知層的基礎(chǔ)，其主要負(fù)責(zé)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲以供后續(xù)的預(yù)處理與發(fā)送等功能調(diào)用，同時數(shù)據(jù)存儲模塊也提供數(shù)據(jù)備份與日志記錄功能，便于信息核對校驗(yàn)與設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)的進(jìn)行。

6）數(shù)據(jù)加密模塊：若數(shù)據(jù)采集的地理位置跨度較大，例如在工業(yè)園區(qū)、林區(qū)或礦區(qū)等位置進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的發(fā)送時，需要借助數(shù)據(jù)加密模塊對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，通過采取不同的加密手段，能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>

2.1.2網(wǎng)絡(luò)傳輸層

數(shù)據(jù)感知層通過大范圍多模塊協(xié)同對監(jiān)測區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，而獲取的大量復(fù)雜無序數(shù)據(jù)就存儲正在云計(jì)算平臺上。網(wǎng)絡(luò)傳輸層作為連接用戶終端與數(shù)據(jù)感知網(wǎng)絡(luò)的重要樞紐，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與管理，并基于應(yīng)用層的指令進(jìn)行信息傳輸，是基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)程中的核心部分。其按照功能細(xì)分可分為物聯(lián)網(wǎng)信息存儲中心與物聯(lián)網(wǎng)安全管理系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)功能模塊在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行時，物聯(lián)網(wǎng)信息存儲中心負(fù)責(zé)將復(fù)雜無序的大量數(shù)據(jù)按照一定的預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行整理與分類，并依照預(yù)設(shè)規(guī)則將數(shù)據(jù)進(jìn)行密文化并存儲在云計(jì)算平臺上，對全部人員公開但只有符合要求并掌握秘鑰的部分人員擁有數(shù)據(jù)的查閱、分享與管理權(quán)限;而物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)則負(fù)責(zé)用戶的密鑰生成、加密方式變更與撤銷等操作，記錄并統(tǒng)計(jì)全部用戶的屬性值，為物聯(lián)網(wǎng)信息存儲中心的定向服務(wù)提供基層技術(shù)支持。

2.1.3應(yīng)用層

相較于數(shù)據(jù)感知層與網(wǎng)絡(luò)傳輸層，應(yīng)用層更多面向用戶。根據(jù)不同用戶的不同需求，應(yīng)用層根據(jù)查閱者的權(quán)限從網(wǎng)絡(luò)傳輸層調(diào)用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行解密操作，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯借助圖形化的操作界面將相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示出來。同時應(yīng)用層也應(yīng)具備系統(tǒng)用戶注冊與登錄功能，并根據(jù)用戶權(quán)限提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查看等功能，方便各類形式服務(wù)的提供。在進(jìn)行應(yīng)用層的設(shè)計(jì)時，相關(guān)工作人員應(yīng)注意人機(jī)交互過程中的常見問題，保證操作流程與業(yè)務(wù)邏輯的完善，避免因應(yīng)用層故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。在應(yīng)用層確定投入使用前，應(yīng)根據(jù)使用中可能出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行黑盒白盒測試，確保應(yīng)用層與數(shù)據(jù)傳輸層的權(quán)限調(diào)整后再投入使用。

2.2統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)的云安全存儲

與物聯(lián)網(wǎng)不同，云計(jì)算（cloud computing）作為技術(shù)早有雛形，現(xiàn)在更多是作為新的概念出現(xiàn)。作為綜合分布式計(jì)算、并行計(jì)算、模型分析、網(wǎng)絡(luò)存儲、分布分擔(dān)與虛擬化等計(jì)算機(jī)技術(shù)的混合概念，通過信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高彈性、低消耗、易獲取的計(jì)算服務(wù)。在具體應(yīng)用中，云計(jì)算相關(guān)功能的架構(gòu)主要根據(jù)提供的服務(wù)層次，分為IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）與SaaS（Software as a Service）三種模式。其中基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas）存儲設(shè)備等硬件設(shè)備作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)向外部提供;平臺即服務(wù)（Paas）將服務(wù)器資源作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)向外部提供;而軟件即服務(wù)（SaaS）代表用戶通過網(wǎng)絡(luò)向廠商求購具有相應(yīng)功能的應(yīng)用軟件服務(wù)，也是目前較為常見的服務(wù)模式。當(dāng)前企事業(yè)單位因運(yùn)行年限與技術(shù)革新等各方面因素的問題，需要進(jìn)行管理的業(yè)務(wù)信息具有較強(qiáng)的復(fù)雜性與覆蓋性，其中包括各種格式與版本的文本、圖像、音頻與視頻等，因其在數(shù)據(jù)格式和組成結(jié)構(gòu)上的差異，需要功能較為強(qiáng)大的云存儲平臺在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類計(jì)算后一一以相關(guān)技術(shù)進(jìn)行存儲[3]。

云存儲平臺具有較高的存儲便利性，大容量的存儲與高速率的上傳速度便于企事業(yè)單位生產(chǎn)活動中基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息采集與統(tǒng)計(jì)活動。但不可忽視的云存儲平臺具有高度的開放性，若不對相關(guān)安全管理方面的手段進(jìn)行設(shè)計(jì)與安排，會導(dǎo)致企業(yè)機(jī)密數(shù)據(jù)面臨較大的安全威脅，影響企業(yè)管理工作的正常進(jìn)行。因此在進(jìn)行基于物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)安全采集系統(tǒng)構(gòu)建時，應(yīng)用云存儲技術(shù)需要關(guān)注的首要問題。就是如何構(gòu)建云安全存儲平臺。在這里，筆者提供部分思路：首先通過統(tǒng)一或局部的大數(shù)據(jù)采集平臺將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集整理，然后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的持有者從企事業(yè)單位的物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)處獲得平臺支持的屬性全集;隨后數(shù)據(jù)持有者根據(jù)已有的屬性全集及自身數(shù)據(jù)的安全管理登記基于數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)分享等功能設(shè)定訪問規(guī)則，只有用戶屬性符合規(guī)則的用戶才能對已經(jīng)加密的特定云端信息進(jìn)行訪問;最后因數(shù)據(jù)持有者可時刻借助修改加密方式的手段完成對數(shù)據(jù)的安全管理，保證數(shù)據(jù)的安全。此處采用基于屬性的加密手段具有粒度細(xì)、擴(kuò)展能力強(qiáng)、不對稱性的特點(diǎn)，便于后續(xù)的系統(tǒng)升級與用戶之間數(shù)據(jù)的實(shí)時交互，具有廣闊的發(fā)展前景。

3 結(jié)論

我國當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)仍有待發(fā)展，而企事業(yè)單位在信息收集、信息管理與信息維護(hù)等環(huán)節(jié)也存在一定信息安全隱患。因此政府相關(guān)部門應(yīng)從整體規(guī)劃，積極引導(dǎo)企事業(yè)單位基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云存儲平臺構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集管理平臺，通過加密機(jī)制與統(tǒng)一存儲保證數(shù)據(jù)的安全性與應(yīng)用的便利性，進(jìn)而為我國統(tǒng)計(jì)事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量，從數(shù)據(jù)角度為城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 藍(lán)機(jī)滿，楊曉宇.大數(shù)據(jù)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用分析[J].軟件，2020，41（8）：189-191.

[2] 段莎莉.物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)研究[J].信息系統(tǒng)工程，2020（11）：45-46.

[3] 郭耀輝.基于大數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究[J].電腦知識與術(shù)，2020，16（30）：246-248.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2021-10-15

作者簡介：向嵐（1970—），女，湖南澧縣人，教授，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)。