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物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究

文檔作者：馬青文檔來源：青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年04月26日
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計(jì)算機(jī)每網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新生活
技術(shù)論壇
物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究
馬青
(青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院青海西寧810001)
59
洶要】當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用給人們的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的便利，同時(shí)也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息安全帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此
物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究勢(shì)在必行。文章介紹了物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)、密碼學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)
的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。詳述了網(wǎng)絡(luò)防攻擊技術(shù)，并針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的攻擊手段，提出了網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)方法。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)信息安全網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)絡(luò)攻擊
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008—1739(2叭3)16—59—3
Research on Information Security Technology of Internet of Things
MAQing
(Qinghai Medical College，Xining Qinghai 810001，China)
Abstract：At present，the wide application of Inter-net of things(IOT)brings much convenience to people’s production and living，
meanwhile brings great challenges to information security of lOT．Therefore，it is imperative to study the information security technology
of lOT．The security architecture and network security protection technology of lOT，the cryptography applied in lOT and network
security protocol of lOT are introduced．The network anti—attacking technology is described in great details，and the network security
protection technology is proposed aiming at the possible attack method in 10T．
Key work：Intemet ofThings；information security；network security protection；network?attack
1引言
隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上的黑
客站點(diǎn)隨處可見，黑客工具可以任意下載，黑客攻擊活動(dòng)日益
猖獗。一旦物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開始普及，必然有一些別有用心的人會(huì)
以物聯(lián)網(wǎng)為攻擊對(duì)象，攻擊物聯(lián)網(wǎng)，竊取有價(jià)值的信息，非法
獲取暴力。研究物聯(lián)網(wǎng)攻擊方法是制定網(wǎng)絡(luò)安全策略和研究
入侵檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)，因此必須在研究和組建物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，
前瞻性研究黑客可能的攻擊手段，掌握防范攻擊技術(shù)，做到有
針對(duì)性的進(jìn)行防范有重大的意義。
2物聯(lián)網(wǎng)與信息安全
“物聯(lián)網(wǎng)”的名稱來源于“傳感網(wǎng)”，在過去數(shù)十年中射頻
定稿日期：2013-07-26
和“二維碼”等技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事及物流領(lǐng)域。然而，物聯(lián)
網(wǎng)進(jìn)一步拓寬了“傳感網(wǎng)”的范疇，其是用各種傳感器將物理
世界通過互聯(lián)網(wǎng)相連接形成網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)指的是將各種信息
傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(ndio Frequencyldentification，R．FID)、紅
外感應(yīng)器和全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)
結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)【1l。物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼互聯(lián)網(wǎng)
和移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息安全的內(nèi)涵也不斷延伸，
要給信息安全下一個(gè)確切的定義是很困難的。在互連網(wǎng)與物
聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大背景下，可以將信息安全理解為：在即定的安全
秘級(jí)的條件下，信息系統(tǒng)抵御意外事件或惡意行為的能力，這
些事件和行為將危及所存儲(chǔ)、處理或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以及經(jīng)由這
些系統(tǒng)所提供的服務(wù)的可用性、機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性
與可控性。
2．1研究的內(nèi)容
物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究的目的是保證物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境匯總
2013年第16期《計(jì)算杌與i瞄》萬方數(shù)據(jù)
技術(shù)論壇
60 計(jì)算機(jī)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新生活
數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、處理與訪問的安全性。
(1)物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)的研究主要包括：網(wǎng)絡(luò)安全威脅分
析、網(wǎng)絡(luò)安全模式與確定網(wǎng)絡(luò)安全體系，以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)價(jià)
標(biāo)準(zhǔn)和方法的研究。根據(jù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的信息安全構(gòu)成威脅的因
素分析，確定要保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)信息資源；通過對(duì)潛在的攻擊者、
攻擊的手段與目的、造成的后果分析與估計(jì)，提出層次性的網(wǎng)
絡(luò)安全模型，并提出不同層次網(wǎng)絡(luò)安全問題的解決方案。
(2)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)的研究主要包括：防火墻技術(shù)、入侵檢
測(cè)與防護(hù)技術(shù)、安全審計(jì)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)攻擊取證技術(shù)等[2】。
(3)密碼學(xué)及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
密碼應(yīng)用研究技術(shù)包括：對(duì)稱密碼體制與公鑰密碼體制
的密碼體系，以及在此基礎(chǔ)上研究的消息認(rèn)證與數(shù)字簽名技
術(shù)、信息隱藏技術(shù)、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI技術(shù)和已經(jīng)隱私保護(hù)技
術(shù)。
(4)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)完全協(xié)議
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議研究主要包括：網(wǎng)絡(luò)層IP安全協(xié)
議、傳輸層的安全套接層SSL、應(yīng)用層的安全電子交易SET協(xié)
議以及他們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用技術(shù)。
2．2網(wǎng)絡(luò)防攻擊技術(shù)研究
在十幾年前，網(wǎng)絡(luò)攻擊還僅限于破解口令和利用操作系
統(tǒng)漏洞等有限的幾中方法，然而隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大和
技術(shù)的發(fā)展，互連網(wǎng)的黑客站點(diǎn)隨處可見，黑客工具可以任意
下載，黑客攻擊活動(dòng)日益猖獗。黑客攻擊已經(jīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全構(gòu)
成了極大的威脅。
研究物聯(lián)網(wǎng)的信息安全，首先要研究可能對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息
安全構(gòu)成威脅的因素，以及網(wǎng)絡(luò)攻擊可能存在的途徑。互聯(lián)網(wǎng)
對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊有多種分類方法，常見的方法是將攻擊分為非服
務(wù)攻擊與服務(wù)攻擊，借鑒互聯(lián)網(wǎng)對(duì)攻擊分類的方法，也可以將
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的攻擊為非服務(wù)攻擊與服務(wù)攻擊。
(1)非服務(wù)攻擊
非服務(wù)攻擊不針對(duì)某項(xiàng)具體應(yīng)用服務(wù)，而是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)層
及低層通信與設(shè)備進(jìn)行的。攻擊的行為大致分為：①攻擊者可
能使用各種方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備發(fā)起攻擊，造成網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)
備嚴(yán)重阻塞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓；②制造RFID標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)
包，占用大量通信線路帶寬，造成標(biāo)簽與讀寫器通信線路出現(xiàn)
沖突和擁塞，以致造成通信中斷【3】；③對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接
點(diǎn)之間，RFID標(biāo)簽與讀寫器之間的無線通信進(jìn)行干擾，使得
通信中斷，破壞傳輸網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)的正常工作；④撲獲個(gè)別
傳感器節(jié)點(diǎn)，破解通信協(xié)議，再放回到傳感器網(wǎng)絡(luò)中，利用植
入的惡意軟件，有目的的造成網(wǎng)絡(luò)路由錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤和
制造阻塞，耗盡其他節(jié)點(diǎn)能量，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)不能正常工
作，最終崩潰；⑤攻擊EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的對(duì)象名字服務(wù)
(ONS)體系或服務(wù)器，制造錯(cuò)誤信息，甚至使得整個(gè)KFID系
統(tǒng)癱瘓。
(2)服務(wù)攻擊
服務(wù)攻擊是對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供某種服務(wù)的服務(wù)器發(fā)起攻擊，造
成該網(wǎng)絡(luò)“拒絕服務(wù)”，使網(wǎng)絡(luò)工作不正常；或者是繞過物聯(lián)網(wǎng)
安全防護(hù)體系，非法進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容，竊取有用的價(jià)值信
息，或制造錯(cuò)誤信息，破壞系統(tǒng)的正常工作。對(duì)服務(wù)器的攻擊
和對(duì)用戶攻擊都是屬于服務(wù)攻擊，在對(duì)WSN和RFID的攻擊
中，攻擊者可能不采取系統(tǒng)破壞的方法，而是通過截取無線傳
感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間、RFID標(biāo)簽與讀寫器之間的無線通信內(nèi)容
來獲取有用價(jià)值的信息，這種攻擊是屬于服務(wù)攻擊。
3物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的攻擊手段
盡管網(wǎng)絡(luò)攻擊手段很多并且不斷變化，但結(jié)合目前出現(xiàn)
的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段可以預(yù)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的4大攻擊類
型：欺騙類攻擊、拒絕服務(wù)攻擊與分布式拒絕服務(wù)攻擊類攻
擊、信息收集類攻擊和漏洞類攻擊。
(1)欺騙類攻擊
欺騙類攻擊的手段主要包括：口令欺騙、IP地址欺騙、
DNS或者ONS欺騙與源路由欺騙等。物聯(lián)網(wǎng)的感知節(jié)點(diǎn)之
間，以及智能手機(jī)和嵌入式移動(dòng)終端設(shè)備大多采用無線通信
方法。
(2)Ddos／Ddos類攻擊
拒絕服務(wù)(Denial ofservice，Dos)攻擊主要是通過消耗物聯(lián)
網(wǎng)中帶寬、存貯空間、CPU計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存空間等資源，使服
務(wù)器服務(wù)質(zhì)量下降或完全不能提供正常的服務(wù)。拒絕服務(wù)攻
擊大致可分為4類：資源消耗型DOS攻擊、修改配置型Dos
攻擊、物理破壞型DOS攻擊和服務(wù)利用型DOS攻擊14l。
分布式拒絕服務(wù)(Demal of service，Dos)攻擊是在DOS攻
擊的基礎(chǔ)上，利用多臺(tái)分布在不同地理位置的攻擊代理主機(jī)，
同時(shí)攻擊一個(gè)目標(biāo)，導(dǎo)致被攻擊者的系統(tǒng)癱瘓。
(3)信息收集類攻擊
信息收集類攻擊的手段主要包括：掃描攻擊和體系結(jié)構(gòu)
探測(cè)攻擊等。表面上看，信息收集類攻擊的危害性不是很大，
但實(shí)際上它是攻擊者搜集用戶信息，準(zhǔn)備開展大規(guī)模攻擊的
前奏。
(4)漏洞類攻擊
漏洞類攻擊的手段主要包括：禾Ij旯j物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)
通信協(xié)議、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和嵌入式軟件等的攻擊漏洞進(jìn)行
攻擊。
由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處于初期的階段，體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議仍然
萬方數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新生活
技術(shù)論壇
不成熟，應(yīng)用軟件與嵌入式軟件類型很多，而編程人員的技術(shù)
水平差異很大，很難保證各種應(yīng)用軟件和嵌入式軟件都是無
懈可擊的，所以，防范物聯(lián)網(wǎng)漏洞攻擊是物聯(lián)網(wǎng)信息安全研究
一個(gè)長(zhǎng)期和艱巨的任務(wù)。
4物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)研究
物聯(lián)網(wǎng)防護(hù)技術(shù)研究包括防火墻、入侵檢測(cè)與預(yù)防、安全
審計(jì)與取證等內(nèi)容。
(1)防火墻
防火墻是在網(wǎng)絡(luò)之間執(zhí)行控制策略的設(shè)備，它包括硬件
和軟件。設(shè)置防火墻的目的是保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源不被外部非
授權(quán)用戶使用，防止內(nèi)部受到外部非法用戶的攻擊。防火墻是
構(gòu)件物聯(lián)網(wǎng)安全體系的一個(gè)重要組成部分。
(2)入侵檢測(cè)技術(shù)
入侵檢測(cè)系統(tǒng)(Intusion Detection System，IDS)是對(duì)計(jì)算機(jī)
和網(wǎng)絡(luò)資源的惡意使用行為進(jìn)行識(shí)別的系統(tǒng)【5】，它的目的是
檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)可能存在的攻擊行為，包括來自系統(tǒng)外部的入侵
行為和來自內(nèi)部用戶的非授權(quán)行為，并采取相應(yīng)的防護(hù)手段。
IDS作為一種主動(dòng)式和動(dòng)態(tài)的防御技術(shù)迅速發(fā)展起來，成了
當(dāng)前安全研究中一個(gè)新的熱點(diǎn)。IDS通過動(dòng)態(tài)探查網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的
異常情況，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，有效彌補(bǔ)了其他靜態(tài)防御技術(shù)的不
足。
(3)安全審計(jì)
安全審計(jì)是一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò)必須支持的功能，它是對(duì)用
戶使用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)所有活動(dòng)進(jìn)行記錄分析和審查并發(fā)現(xiàn)問
題的重要手段。安全審計(jì)是評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全狀態(tài)，分析攻擊源、
攻擊類型與攻擊危害，收集網(wǎng)絡(luò)犯罪證據(jù)的重要技術(shù)。安全審
計(jì)主要研究的內(nèi)容有：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及防火墻曰志審計(jì)和
操作系統(tǒng)日志審計(jì)。
(4)網(wǎng)絡(luò)攻擊取證
網(wǎng)絡(luò)攻擊取證在網(wǎng)絡(luò)安全中屬于主動(dòng)防御技術(shù)，它是應(yīng)
用計(jì)算機(jī)辨析方法，對(duì)計(jì)算機(jī)犯罪行為進(jìn)行分析，以確定罪犯
與犯罪的電子證據(jù)，并以此為重要依據(jù)提起訴訟。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)入
61
侵的與犯罪和計(jì)算機(jī)取證技術(shù)通過對(duì)受侵犯的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)
設(shè)備與系統(tǒng)掃描與破解，重構(gòu)入侵的過程，獲取、保存、分析和
出示法律有效的電子證據(jù)，它是保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要的技術(shù)
手段，與傳統(tǒng)意思上的證據(jù)一樣，電子證據(jù)必須是可信的、準(zhǔn)
確的和完整的符合法律法規(guī)的，必須能夠被法庭接受。電子證
據(jù)不受人的感情與經(jīng)驗(yàn)等主觀因素的影響，但是非常容易被
修改。計(jì)算機(jī)取證也叫做計(jì)算機(jī)法醫(yī)學(xué)，對(duì)于構(gòu)建對(duì)入侵者有
威懾力的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)防御體系有著重要的意義，是一個(gè)具有挑
戰(zhàn)性的研究課題。
5結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)是把“雙刃劍”，它給人們帶來方便的同時(shí)，又由于
沒有完善的安全保護(hù)措施會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)生活造成不良后
果。只要了解了物聯(lián)網(wǎng)中存在的各種攻擊手段，采用物聯(lián)網(wǎng)安
全防護(hù)技術(shù)就能避免一些不良后果的產(chǎn)生。
信息安全專家I真重表明，要發(fā)展好物聯(lián)網(wǎng)，一定要充分考
慮到網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)穩(wěn)定和信息保護(hù)等方面存在的問題，做好
備選方案，把握好發(fā)展需求與技術(shù)管理體系之間的平衡，實(shí)現(xiàn)
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的有序健康發(fā)展，因此進(jìn)一步開展物聯(lián)網(wǎng)的安全
技術(shù)研究課題很有意義。
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中興通訊技術(shù)，201 1(17)：17-21．
昆騰Scalar i500智能磁帶庫產(chǎn)品收入超過10億美元
數(shù)據(jù)保護(hù)和大數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域全球公認(rèn)專家昆騰公司“這一里程碑的樹立，反映了磁帶在長(zhǎng)期數(shù)據(jù)保留、歸檔
近日宣布其Scalar i500磁帶庫自銷售以來收入已突破10 和災(zāi)難恢復(fù)方面始終扮演著重要角色，依舊是一項(xiàng)極其
億美元大關(guān)，樹立了新的里程碑。這不僅僅說明昆騰經(jīng)濟(jì)、高能效且靈活的技術(shù)。據(jù)此，我們將繼續(xù)鞏固在開
Scalar i500是最暢銷的磁帶庫之一，更彰顯了該平臺(tái)的超放系統(tǒng)智能磁帶方面的市場(chǎng)份額領(lǐng)導(dǎo)者地位，不斷增加
強(qiáng)的實(shí)力、持續(xù)的創(chuàng)新和廣泛的用戶接受度。同時(shí)，昆騰新產(chǎn)品和功能。例如，僅就去年而言，我們已推出了新的
還宣布將不斷拓展與佰電科技(昆騰Scalar i500制造商) 高密度Scalar企業(yè)磁帶庫和Scalar LTFS設(shè)備、整合了
的長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系。LTO-6技術(shù)并針對(duì)大數(shù)據(jù)管理擴(kuò)展了我們支持
昆騰數(shù)據(jù)保護(hù)事業(yè)部高級(jí)副總裁Robert Clark表示： StorNext歸檔的磁帶庫產(chǎn)品線?！?(劉晴)

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