物联网安全设计.docx
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1、物联网安全1概述物联网是信息技术发展到一定阶段的产物,是全球信息产业的又一次科技与经济浪潮,将影响到许多重大技术创新和产业的发展,受到各国政府、企业和科研机构的高度重视。同时,物联网的信息安全问题是关系物联网产业能否安全可持续发展的核心技术之一,必需引起高度重视。因此如何建立合理的物联网安全架构和安全体系将对物联网的安全使用和可持续发展有着重大影响。本文试图从不同层次分析物联网的安全需求,发现物联网相关安全问题并了解其对应的安全机制和策略。2物联网基本概念2.1 物联网的定义物联网(theInternetofThings,IOT)是近几年提出的概念,在实际应用中,可以把感应器、处理器和无线通信
2、模块嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑等各种物体中,使它们相互连接,构成物联网。它有两层意思:第一,物联网是互联网、移动通信网和传感网等网络的融合,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。通俗点说,物联网就是一个以感知为核心的物物互联的综合信息系统。物联网是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、传感器节点等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的一种网络。因此,物联网的核心是完成物体信息的可感、可知、可传
3、和可控。物联网的特点是融合了无线网络和有线网络。扩大了接入Internet网络的设备的规模(除计算机外,还有大量的微型计算设备),使得网络连接的范丽更广。加上这些设备如传感器节点具有感知外部环境的功能,有些设备(如RF1D)具有标识附着的物体的能力,这些设备还可以借助卫星定位系统(如GPS),可被定位和追踪,这些都使得人类具有比以前更加强大的获取信息的能力。如果这些设备还能够具备行动能力,则人类具有比以前更加强大的控制能力。这便使得人类具有前所未有的能力去感知、标识、跟踪、联接、控制、管理地球上的物体的一举一动,好比给地球加上了一个神经系统。这个神经系统有末梢(物联网终端)、传导系统(网络)以
4、及处理系统(如云计算体系、信息与网络中心等)。2.2 物联网的体系结构物联网应该具备三个特征:1)全面感知,即利用RFID、传感器、条形码、定位装置等随时随地获取物体的信息;2)可靠传递,通过各种网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;3)智能处理,利用云计算等各种智能计算技术。对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制。因此物联网的体系架构通常被认为有三个层次:底层是用来感知(识别、定位)的感知层,中间是数据传输的网络层,上面是应用层。循智能.智能.远程.智能.智能.环境g.电网.物流.医疗.交通.家居.监控云计算、P2P、数据中心信息网络中心21无线局I移动通IK二二
5、IE理:其他专二域网言网络互联可除等网感RFID读写器传感器网关接入网关而IIHI层IRHD标签传感器节点IH调感知层包括以传感器为代表的感知设备,以RFID为代表的识别设备,以GPS.北斗导航系统等为代表的定位追踪设备,及可能融合部分或全部上述功能的智能终端(手机)等。大规模的感知则构成了无线传感器网络。另外,M2M的终端设备,智能物体都可视为感知层中的物体。感知层是物联网信息和数据的来源。网络层包括接入网、核心网以及服务端系统(云计算平台、信息网络中心、数据中心等)。接入网可以是无线近距离接入网络.如无线局域网、Zigbee、B1uetooth等。也可以是无线远距离接入,如移动通信网络、W
6、iMAX等。也可能为其他接入形式,如有线网络接入(PSTN、ADS1、宽带)、有线电视接人、现场总线接入、卫星通信接人等。网络层的承载是核心网,通常是IPv6或IPv4网络。网络层是物联网信息和数据的传输层,此外,网络层也包括信息存储查询、网络管理等功能。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,是物联网网络层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供了丰富的特定服务,这些服务通常是在具备感知、识别、定位追踪能力后新增加的功能,如智能电网、智能物流、远程医疗、智能交通、智能家居、环境监控等。依靠感知层提供的数据和网络层的传输,进行相应的处理后,可能再
7、次通过网络层反馈给感知层。应用层是物联网信息和数据的融合处理和利用。是物联网发展的目的。2.3物联网的核心技术1)传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点,如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”,把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话,那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段;2)射频识别(RadioFreqUenCy1dentifiCatiOn,简称RFID)是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内,RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。RFID技术市场应
8、用成熟,标签成本低廉,但RFID一般不具备数据采集功能,多用来进行物品的甄别和属性的存储,且在金属和液体环境下应用受限,RFID技术属于物联网的信息采集层技术;3)无线传感器网络(Wire1essSensorNetWOrk,简称WSN)的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接,从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总,以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控,并根据这些信息进行相应的分析和处理。WSN技术贯穿物联网的三个层面,是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术,具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势,且对物联网其
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