物聯網應用技術導論_第4章_物聯網服務與管理技術93-資料下載頁

　　

【正文】 也沒有特定的標準，為提供統一的安全保護體系帶來障礙。 在感知層，一般感知信息要通過一個或多個與外界網連接的網關節點（ sink或 gateway）作為感知層和通信層的聯系渠道，但一旦網關節點被破壞，感知層的信息將無法傳遞到網絡層。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 感知層的信息安全問題主要有以下幾個方面： （ 1）傳感網的普通節點被敵手捕獲，為入侵者對物聯網發起攻擊提供了可能性； （ 2）傳感網的網關節點被敵手控制，安全性全部丟失； （ 3）盡管現有的互聯網具備相對完整的安全保護能力，但由于互聯網中存在的數量龐大的節點，將會導致大量的數據同時發送，使得傳感網的節點（普通節點或網關節點）受到來自于網絡的拒絕服務（ DOS）攻擊； （ 4）接入到物聯網的超大量傳感節點的標識、識別、認證和控制問題。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 物聯網感知層的信息安全防護 （ 1）加強對傳感網機密性的安全控制 在傳感網內部，需要有效的密鑰管理機制，用于保障傳感網內部通信的安全，機密性需要在通信時建立一個臨時會話密鑰，確保數據安全。例如在物聯網構建中選擇射頻識別系統，應該根據實際需求考慮是否選擇有密碼和認證功能的系統。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 物聯網感知層的信息安全防護 （ 2）加強節點認證 個別傳感網（特別當傳感數據共享時）需要節點認證，確保非法節點不能接入。認證性可以通過對稱密碼或非對稱密碼方案解決。使用對稱密碼的認證方案需要預置節點間的共享密鑰，在效率上比較高，消耗網絡節點的資源較少，許多傳感網都選用此方案；而使用非對稱密碼技術的傳感網一般具有較好的計算和通信能力，并且對安全性要求更高。在認證的基礎上完成密鑰協商是建立會話密鑰的必要步驟。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 物聯網感知層的信息安全防護 （ 3）加強入侵監測 一些重要傳感網需要對可能被敵手控制的節點行為進行評估，以降低敵手入侵后的危害。敏感場合，節點要設置封鎖或自毀程序，發現節點離開特定應用和場所，啟動封鎖或自毀，使攻擊者無法完成對節點的分析。 （ 4）加強對傳感網的安全路由控制 幾乎所有傳感網內部都需要不同的安全路由技術。傳感網的安全需求所涉及的密碼技術包括輕量級密碼算法、輕量級密碼協議、可設定安全等級的密碼技術等。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 網絡傳輸層的安全問題 ： 處于網絡末端的節點的傳輸如感知層的問題一樣，節點功能簡單，能量有限，使得它們無法擁有復雜的安全保護能力，對網絡傳輸層的安全保障帶來困難。 物聯網的傳輸層主要用于把感知層收集到的信息安全可靠地傳輸到信息處理層，然后根據不同的應用需求進行信息處理，而網絡層是一個高度異構的網絡。 物聯網傳輸層的異構網絡信息交換的安全性是其中的脆弱點，特別在網絡認證方面，難免存在中間人攻擊和其他類型的攻擊。這需要有更高的安全防護措施。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 網絡傳輸層的安全問題 ： 對于核心承載網絡而言 ， 雖然它具有相對完整的安全保護能力 ， 但由于物聯網中節點數量龐大 ， 且常以集群方式存在 。 對于事件驅動的應用 ， 大量數據的同時發送可以致使網絡擁塞 ， 產生拒絕服務攻擊 。 在傳輸層會帶來更加復雜的網絡安全問題 。 大量節點的數據傳輸需求會導致網絡擁塞 ， 產生拒絕服務攻擊 。 此外 ， 現有通信網絡的安全架構都是以人通信的角度設計的 ，對以物為主體的物聯網需要建立新的傳輸與應用安全架構 。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 網絡傳輸層的安全問題 ： 對于傳輸層的安全要求： （ 1）數據機密性：要保證數據在傳輸過程中不泄露內容； （ 2）數據完整性：要保證數據在傳輸過程中不被非法篡改，并且被篡改的數據容易被檢測出； （ 3）數據流機密性：對數據流量進行保密，防止數據流量信息被非法竊取； （ 4） DDOS攻擊檢測與預防： DDOS是網絡中常見的攻擊現象，在物聯網中要能及時檢測到 DDOS攻擊的發生，并能對脆弱節點如網關的 DDOS攻擊進行防護； （ 5）移動網絡中認證與密鑰協商（ AKA）機制的一致性或兼容性、跨越認證和跨網認證等，比如不同無線網絡所使用的不同 AKA機制對跨網認證不利。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 傳輸層的信息安全問題主要有以下幾個方面： （ 1） DOS攻擊、 DDOS攻擊； （ 2）假冒攻擊、中間人攻擊等； （ 3）跨異構網絡的網絡攻擊。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 物聯網傳輸層的信息安全防護： 傳輸層的安全機制分為端到端的機密性和節點到節點的機密性。 端到端的機密性的安全機制可以保證數據完整性，主要安全機制包括：端到端的認證機制；端到端的密鑰協商機制；端到端的密鑰管理機制；端到端的機密性算法選取機制等。 對于節點到節點的安全性機制主要包括節點的認證和密鑰協商機制。 對于跨網絡的安全形式需要建立不同網絡環境的認證銜接機制。 此外，網絡傳輸可以根據需要分為單播通信、組播通信和廣播通信，針對不同類型的通信模式要有相應的認證機制和機密性保護機制。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 綜合以上情況，傳輸層的安全架構主要包括一些幾個方面： （ 1）節點認證、數據機密性、完整性、數據流機密性、DDOS攻擊的檢測與預防； （ 2）移動網中 AKA機制的一致性或兼容性、跨域認證和跨網認證； （ 3）密鑰管理、端對端加密和節點對節點加密、密碼算法和協議等； （ 4）組播和廣播通信的認證性、機密性和完整性機制等。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 處理層的安全問題 ： 物聯網的處理層是信息技術與行業應用緊密結合的產物，涉及到業務管理、中間件、云計算、分布式系統、海量信息處理等部分。 上述這些支撐平臺要為上層服務管理和大規模行業應用建立起一個高效、可靠和可信的系統，而大規模、多平臺、多業務類型使物聯網業務層次的安全面臨新的挑戰，比如針對不同的行業應用建立相應的安全策略，還是建立一個相對獨立的安全架構。 另外考慮到物聯網涉及多領域多行業，海量數據信息處理和業務控制策略將在安全性和可靠性方面面臨巨大挑戰，特別是業務控制、管理和認證機制、中間件以及隱私保護等安全問題顯得尤為突出。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 處理層的安全挑戰包括如下幾個方面： （ 1）來自于超大量終端的海量數據的識別和處理； （ 2）智能變為低能； （ 3）自動變為失控（可控性是信息安全的重要指標之一） （ 4）災難控制和恢復； （ 5）非法人為干預（內部攻擊）； （ 6）設備（特別是移動設備）的丟失。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 物聯網智能處理層的基本安全需求，需要如下的安全機制： （ 1）可靠的認證機制和密鑰管理方案； （ 2）高強度數據機密性和完整性服務； （ 3）可靠的密鑰管理機制，包括 PKI和對稱密鑰的有機結合機制； （ 4）可靠的高智能處理手段； （ 5）入侵檢測和病毒檢測； （ 6）惡意指令分析和預防，訪問控制及災難恢復機制； （ 7）保密日志跟蹤和行為分析，惡意行為模型的建立； （ 8）密文查詢、秘密數據挖掘、安全多方計算、安全云計算技術等； （ 9）移動設備文件（包括秘密文件）的可備份和恢復； （ 10）移動設備識別、定位和追蹤機制。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 應用層的安全問題 ： 物聯網應用層是綜合的或有個體特性的具體應用業務，它所涉及的某些安全問題通過前面幾個邏輯層的安全解決方案可能仍然無法解決。 在這些問題中，隱私保護就是典型的一種。無論感知層、傳輸層還是處理層，都不涉及隱私保護的問題，但它卻是一些特殊應用場景的實際需求，即應用層的特殊安全需求。 物聯網的數據共享有多種情況，涉及到不同權限的數據訪問。此外，在應用層還將涉及到知識產權保護、計算機取證、計算機數據銷毀等安全需求和相應技術。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 一般認為需要隱私保護的應用至少包括以下幾種： （ 1）移動用戶既需要知道（或被合法知道）其位置信息，又不愿意非法用戶獲取該信息； （ 2）用戶既需要證明自己合法使用某種業務，又不想讓他人知道自己在使用某種業務，如在線游戲； （ 3）病人急救時需要及時獲得該病人的電子病歷信息，但又要保護該病歷信息不被非法獲取，包括病歷數據管理員。事實上，電子病歷數據庫的管理人員可能有機會獲得電子病歷的內容，但隱私保護采用某種管理和技術手段使病歷內容與病人身份信息在電子病歷數據庫內無關聯； （ 4）許多業務需要匿名性，很多情況下，用戶信息是認證過程的必須信息，如何對這些信息提供隱私保護，是一個具有挑戰性的問題，但又是必須要解決的問題。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 應用層的安全挑戰和安全需求主要有以下幾個方面： （ 1）如何根據不同訪問權限對同一數據庫內容進行篩選； （ 2）如何提供用戶隱私信息保護，同時又能正確認證； （ 3）如何解決信息泄露追蹤問題； （ 4）如何進行計算機取證； （ 5）如何銷毀計算機數據； （ 6）如何保護電子產品和軟件的知識產權。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 物聯網信息安全與隱私保護 物聯網各層的安全問題 基于物聯網綜合應用層的安全挑戰和安全需求，需要如下的安全機制： （ 1）有效的數據庫訪問控制和內容篩選機制； （ 2）不同場景的隱私信息保護技術； （ 3）叛逆追蹤和其他信息泄露追蹤機制； （ 4）有效的計算機取證技術； （ 5）安全的計算機數據銷毀技術； （ 6）安全的電子產品和軟件的知識產權保護技術。 針對這些安全架構，需要發展相關的密碼技術，包括訪問控制、匿名簽名、匿名認證、密文驗證（包括同態加密）、門限密碼、叛逆追蹤、數字水印和指紋技術等。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 本章小結 本章主要講述物聯網的信息處理與服務技術 ， 分別對云計算技術 、 中間件技術 、 數據庫及數據存儲技術 、 數據融合與數據挖掘 、 安全及隱私保護等 。 物聯網的服務與管理技術負責對數據信息進行智能信息處理并為應用層提供服務 ， 屬于物聯網的高層次和深層次的技術應用 ， 但目前由于物聯網處于初級階段 ， 物聯網的信息智能處理與應用還剛剛起步 ， 相信隨著物聯網應用的發展和推進 ， 物聯網的智能信息處理技術會結合具體應用得到飛速發展 。 物聯網應用技術導論 第 4章 物聯網服務與管理技術 歡迎使用 《 物聯網應用技術導論 》教材 ISBN 9787894361134 東軟電子出版社 歡迎加入本教材使用交流群 群