物聯網背景下計算機網絡安全技術分析

摘要：在物聯網快速發展和廣泛應用的背景下，計算機網絡安全面臨著大規模連接、設備多樣性和數據隱私等影響因素。針對這些問題，文章探討了物聯網背景下的計算機網絡安全技術，包括身份認證與訪問控制技術、數據加密與安全傳輸技術以及安全漏洞監測與修復技術。同時，針對安全挑戰，提出了安全意識教育與培訓、完善安全管理體系建設以及跨界合作策略。通過本文的研究，有助于提升物聯網計算機網絡安全水平，確保網絡穩定和數據安全。

關鍵詞：物聯網；計算機網絡安全；大規模連接

隨著物聯網技術的迅猛發展，越來越多的設備和系統連接在一起，構成一個龐大的網絡生態系統。然而，隨著物聯網的普及，計算機網絡安全問題也日益凸顯。物聯網的復雜性和多樣性使得傳統的計算機網絡安全技術難以完全適用，同時帶來了新的安全挑戰。設備的多樣性也為惡意攻擊者提供了更多的攻擊面，數據的傳輸和存儲也面臨數據泄露和隱私侵犯的風險。因此，需要深入分析物聯網背景下的計算機網絡安全技術威脅。

一、物聯網概述

（一）物聯網基本概念

物聯網（Internet of Things，IoT）作為信息技術領域的重要分支，是指通過各種傳感器、設備和物品的互聯互通，實現智能化感知、數據交互、信息傳遞和自動化控制的網絡系統。在物聯網中，各種物理設備和虛擬對象通過互聯網相互連接，形成一個龐大的網絡體系，成為現代社會數字化發展的核心驅動力之一。物聯網的構成包括三個主要組成部分：物體、感知和通信。物體是指各種設備、傳感器、智能終端以及其他物品，它們通過內置的芯片、傳感器和通信模塊來獲取信息。感知是物聯網的核心特征，通過感知技術，物體可以感知到周圍的環境信息，包括溫度、濕度、光線、壓力等各種參數。通信是實現物體之間和物體與互聯網之間信息傳遞的基礎，物體通過各種通信技術與互聯網實現連接[1]。

（二）物聯網的發展和應用現狀

自物聯網概念提出以來，該領域經歷了持續而迅猛的發展，不斷涌現出各種新技術和應用場景。物聯網作為信息技術和工業技術融合的產物，已經深刻地影響著人們的生產生活方式，改變著各行各業的運作模式。在物聯網的發展過程中，隨著傳感器技術、射頻識別技術和圖像識別技術的發展，物聯網設備能夠實現對環境中各種數據的實時感知和采集。這些傳感器節點廣泛應用于智能設備和物品中，實現了對實時數據的高效獲取。物聯網需要進行大規模的數據傳輸和通信，因此高效穩定的通信技術成為支撐物聯網運行的基礎。物聯網中采用的通信技術包括蜂窩通信、無線局域網（Wi-Fi）、低功耗廣域網（LPWAN）等，這些技術的不斷升級和完善推動了物聯網的廣泛應用。此外，物聯網產生的海量數據需要進行存儲、處理和分析，云計算和大數據技術能夠提供高效的數據管理和分析能力，為物聯網應用場景提供了更多的可能性。

二、計算機網絡安全影響因素分析

（一）大規模聯接帶來的挑戰

大規模的聯接意味著網絡的復雜性大大增加，每一個設備都可能成為網絡的一部分，每一個設備都可能與其他設備進行通信。這就需要網絡管理系統能夠處理大量的連接請求，同時還要對這些連接進行有效的管理和控制。然而，目前的網絡管理系統往往在面對如此大規模的連接時會出現性能瓶頸，無法有效處理這些連接請求。由于物聯網設備的種類繁多，不同設備的安全性能也各不相同，一些設備可能存在安全漏洞，這些漏洞可能被黑客利用對網絡進行攻擊。此外，由于設備數量龐大，對每一個設備進行安全檢查和維護的工作量巨大，這也給網絡安全帶來了挑戰。再者，每一個設備都可能產生大量的數據，這些數據需要在網絡中進行傳輸和處理。然而，大量的數據傳輸會占用大量的網絡帶寬，可能會導致網絡擁塞。大量的數據處理也會對網絡服務器造成壓力，可能會導致服務器性能下降[2]。

（二）設備多樣性導致的安全漏洞

首先，在物聯網中，各種設備和物品通過互聯網連接形成一個龐大的網絡體系。然而，這些設備的多樣性也導致潛在的安全漏洞，不同廠家生產的設備可能具有不同的硬件和軟件設計，安全性和穩定性存在差異，這種設備多樣性給計算機網絡安全帶來新的挑戰。其次，在物聯網中，設備通常具有復雜的軟件和操作系統，這些軟件和操作系統需要定期更新和維護，以修復可能存在的安全漏洞。然而，由于設備多樣性和數量龐大，設備的更新和維護變得復雜而困難，一些設備可能因為缺乏及時的更新而容易受到已知漏洞的攻擊。

（三）數據隱私和保護問題

在物聯網中，數據隱私泄露是物聯網中最為關注的問題之一。由于涉及大量個人和機密信息，一旦這些數據被未經授權的人或機構獲取，可能導致用戶隱私泄露和身份盜用等風險。例如，智能家居設備可能會收集用戶在家中的活動信息，智能健康設備可能會記錄用戶的生理數據。一旦這些個人敏感信息被不法分子獲取，可能造成極大的損害。在物聯網中，設備通過各種通信協議和網絡接入方式連接到互聯網。數據在傳輸過程中可能會受到中間人攻擊、數據竊取和篡改等威脅。確保數據在傳輸過程中的加密和安全性，防止數據被篡改和竊取，是保障數據完整性和可信性的關鍵。此外，數據在物聯網中通常會存儲在云服務器或邊緣設備中。這些存儲設備可能會成為攻擊者攻擊的目標，未經授權的訪問和惡意攻擊可能導致數據泄露和數據損壞，給用戶和企業帶來嚴重的經濟和聲譽損失[3]。

三、物聯網背景下的計算機網絡安全技術

（一）身份認證和訪問控制技術

身份認證是驗證用戶或設備身份真實性和合法性的過程，在物聯網中由于設備和物品的多樣性，身份認證技術需要靈活多樣。常見的身份認證技術如下：①多因素認證：多因素認證結合多個驗證要素，如密碼、生物特征、硬件標識等。用戶或設備需要同時提供多個因素的認證信息，以增加安全性，避免單一因素認證的弱點。②生物特征認證：利用用戶或設備的生物特征信息進行身份認證，如指紋識別、虹膜識別、聲紋識別等。這種技術依賴于獨特的生物特征，難以偽造，提供較高的安全性。③單一登錄（SSO）：SSO技術允許用戶在一次登錄后訪問多個相關應用或服務，減少重復認證的過程，同時保障統一的安全策略。

訪問控制是限制用戶或設備對網絡資源的訪問權限，在物聯網中訪問控制技術需要根據身份認證信息和安全策略對用戶和設備的訪問進行精細化控制。常見的訪問控制技術如下：①基于角色的訪問控制（RBAC）：RBAC將用戶或設備分配到不同的角色，每個角色擁有特定的權限。通過角色來控制用戶或設備對資源的訪問，簡化管理，提高安全性和靈活性。②基于策略的訪問控制（PBAC）：PBAC根據預先設定的訪問策略對用戶或設備的訪問進行動態控制。策略可以根據不同條件進行調整，確保只有符合條件的用戶或設備可以訪問資源。③網絡邊界控制：在物聯網中，網絡邊界模糊，邊界控制更為重要。采用防火墻、入侵檢測系統和虛擬專用網絡（VPN）等技術對網絡邊界進行加固，限制非授權設備的訪問[4]。

（二）數據加密和安全傳輸技術

數據加密是將明文數據通過密碼學算法轉換為密文的過程，只有掌握相應密鑰的合法用戶才能解密并獲得原始數據。常見的數據加密技術包括：①對稱加密算法：對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，速度較快，適合大量數據加密。然而，對稱密鑰的安全性需要保證，因為一旦密鑰泄露，數據將面臨破解風險。②非對稱加密算法：非對稱加密使用一對密鑰，即公鑰和私鑰。公鑰用于加密數據，私鑰用于解密數據。公鑰可以公開發布，私鑰保密，這種方式保證數據的機密性。但加解密過程相對較慢，一般用于加密較少數據量。③哈希算法：哈希算法將數據轉換為固定長度的哈希值，即摘要。哈希值的特點是不可逆。相同的明文將得到相同的哈希值。哈希算法常用于校驗數據完整性。一旦數據被篡改，其哈希值也會發生變化。

安全傳輸技術用于確保數據在傳輸過程中不被未授權的第三方竊取、篡改或劫持。常見的安全傳輸技術包括：①傳輸層安全協議（TLS）：TLS是一種安全傳輸協議，用于保護互聯網通信的安全。它通過數據加密、身份認證和完整性校驗等手段，防止數據在傳輸過程中被竊取或篡改。②虛擬專用網絡（VPN）：VPN通過在公共網絡上創建一個加密隧道，實現對數據的安全傳輸。用戶通過VPN可以在不安全的網絡上進行安全的數據通信。③傳輸層加密隧道技術：傳輸層加密隧道技術通過加密傳輸層數據包來保護數據的安全。它可以在傳輸層對數據進行加密，保證數據在傳輸過程中的機密性。

（三）安全漏洞監測和修復技術

安全漏洞監測技術通過實時監測網絡和系統，識別潛在的安全漏洞和異常行為。重要的監測技術包括：①漏洞掃描：漏洞掃描工具可以自動掃描網絡和系統，發現已知的漏洞和弱點。管理員可以定期進行漏洞掃描，快速發現存在的安全漏洞，并及時采取修復措施。②入侵檢測系統（IDS）：IDS監測網絡流量和系統活動，檢測不正常的行為和潛在的攻擊。它能夠及時發出警報，幫助管理員早期發現并應對安全威脅。③安全信息和事件管理（SIEM）：SIEM系統收集和分析網絡中的安全日志和事件信息，幫助管理員全面了解網絡的安全狀態。通過對日志的分析，管理員可以發現潛在的威脅和異常活動。

安全漏洞修復技術用于對發現的漏洞進行及時修復和升級，以降低漏洞被利用的風險。重要的修復技術包括：①安全補丁管理：系統和軟件廠商會發布安全補丁，用于修復已知漏洞。管理員應定期檢查并及時應用最新的安全補丁，確保系統和軟件的安全性。②漏洞修復計劃：建立漏洞修復計劃，根據漏洞的嚴重程度和影響范圍進行優先級排序，及時制定和執行修復計劃，確保關鍵漏洞得到及時修復。③安全配置管理：對網絡設備和系統進行安全配置管理，限制不必要的服務和功能，減少潛在的攻擊面。定期審查配置，確保安全設置符合最佳實踐[5]。

四、物聯網背景下計算機網絡安全技術應用策略

（一）安全意識教育與培訓策略

在物聯網背景下，計算機網絡安全不僅僅是技術問題，更是人的問題。因此，增強用戶的安全意識，通過教育和培訓提升用戶的安全技能是應對網絡安全挑戰的重要策略。用戶需要理解網絡安全的重要性，認識到自己在網絡安全中的責任。這需要通過各種方式進行安全意識教育，如通過網絡安全宣傳活動讓用戶了解網絡安全的基本知識，理解網絡安全的重要性。通過網絡安全教育課程讓用戶深入學習網絡安全的理論和實踐，提高用戶的網絡安全素養。用戶也需要掌握一定的網絡安全技能，才能在日常使用網絡的過程中，有效地防止網絡攻擊，保護自己的網絡安全。這需要通過各種方式進行安全技能培訓，如通過網絡安全技能培訓課程讓用戶學習和掌握網絡安全的基本技能。通過網絡安全實戰演練讓用戶在實際操作中，提高自己的網絡安全技能。此外，安全意識教育和安全技能培訓需要結合起來，形成一個完整的網絡安全教育和培訓體系。這個體系需要包括網絡安全的基本知識教育，網絡安全的基本技能培訓，以及網絡安全的實戰演練。通過這個體系，用戶可以全面提高自己的網絡安全素養，有效地應對網絡安全挑戰。

（二）完善的安全管理體系建設策略

在物聯網環境下，由于物聯網設備的多樣性，每種設備可能存在不同的安全問題。因此，需要針對每種設備制定專門的安全管理策略。這些策略應該包括設備的安全配置、設備的安全更新以及設備的安全監控等。通過這些策略可以確保設備在運行過程中的安全，防止設備成為網絡攻擊的目標。由于物聯網的廣泛連接，網絡可能面臨各種各樣的安全威脅。因此，需要構建一個強大的網絡防御體系來防止網絡攻擊。這個體系應該包括網絡的安全防火墻、網絡的入侵檢測系統以及網絡的安全審計系統等。通過這個體系可以及時發現和防止網絡攻擊，保護網絡的安全。在物聯網環境下，大量的數據在網絡中流動，這些數據可能包含用戶的敏感信息。因此，需要對數據進行嚴格的安全管理以保護用戶的隱私。這包括數據的加密存儲、數據的安全傳輸以及數據的安全使用等。通過這些措施可以確保數據在傳輸和使用過程中的安全，防止數據泄露[6]。

（三）跨界合作應對安全挑戰

由于物聯網涉及的技術領域廣泛，包括硬件、軟件、網絡等多個領域，單一的公司或機構很難完全掌握所有的技術。因此，需要各個公司或機構之間進行合作，共享技術資源，共同研發安全解決方案，這種合作可以通過技術共享、聯合研發等方式進行，以提高應對網絡安全挑戰的能力。物聯網的應用涉及許多行業，如制造業、醫療健康、智能家居等，這些行業對網絡安全的需求可能各不相同，因此，需要與這些行業進行合作，了解他們的安全需求，并為他們提供定制的安全解決方案，這種合作可以通過行業協會、行業峰會等方式進行，以促進各行業之間的交流和合作。

五、結束語

在物聯網背景下，計算機網絡安全技術的分析揭示了面臨的諸多挑戰和影響因素。為了保障物聯網系統的穩健運行，必須加強安全意識教育與培訓，提高員工的安全素養。同時，必須構建完善的安全管理體系，建立跨界合作機制，形成共同應對安全威脅的合力。在技術層面，身份認證、數據加密和安全漏洞監測等關鍵技術將起著重要作用。通過全面落實這些策略和技術手段，管理員可更好地應對物聯網時代的網絡安全挑戰，確保物聯網系統在連接萬物的同時擁有強大的安全防護，為數字化社會的持續發展提供有力保障。

作者單位：陸海峰 張雅娟 海南科技職業大學

參考文獻

[1]金超.物聯網計算機網絡安全及其遠程控制技術分析[J].電子技術與軟件工程，2023（06）：25-28.

[2]羅振營.基于物聯網的計算機網絡安全分析[J].信息記錄材料，2022，23（08）：17-19.

[3]郭嬌嬌.物聯網背景下計算機網絡安全技術研究[J].電子技術與軟件工程，2022（11）：30-33.

[4]郭江龍.基于物聯網技術的計算機網絡安全問題及應對策略研究[J].大眾標準化，2022（01）：61-63.

[5]劉小銘，許旭江.物聯網環境下網絡安全技術的研究與應用[J].網絡安全技術與應用，2021（12）：163-164.

[6]張婧.物聯網計算機網絡安全與遠程控制技術研究[J].軟件，2021，42（11）：166-168.