物联网信息安全策略研究

笪林梅

(江苏财经职业技术学院，江苏 淮安 223003)

作为新一代信息技术的重要呈现形式，物联网的概念已深入到了社会生产生活的各个方面.目前，物联网已成为全球主要国家共同关注的热点问题，我国也于2010年初将“物联网”写入政府工作报告，标志着物联网被正式列为我国的新兴战略性产业. 从长远技术发展的观点看，物联网在互联网基础上进一步实现了人与物、物与物的融合，使人类对客观世界具有更透彻的感知能力、更全面的认识能力、更智慧的处理能力.它具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点.

1 物联网的信息安全问题

随着物联网技术的进一步纵深发展，它的应用前景将远超互联网、移动通信等传统IT领域.然而，与物联网发展的迅猛势头并列，物联网的信息安全问题也逐渐引起了业界的广泛重视.

1)射频识别技术安全.射频识别技术(RFID)是物联网采用的主要传感技术，而RFID的安全保护主要取决于对其标签信息的加密.但是，目前对RFID标签信息的加密还缺乏足够安全，非法分子极易通过非法手段窃取芯片的内部结构，从而窃取标签信息，造成个人隐私泄露[1]112-114，137.

2)无线传输安全问题.物联网感知层的组网技术主要采用无线传输，如果这种暴露在公共空间中的信号没有得到有效保护，它们就极易被非法分子干扰，甚至被窃取.由于物联网可以取代人完成一些比较复杂的工作，物联网设备通常会部署在无人监控的区域中，攻击者就极易接触到这些设备，产生一些安全隐患[2]17-20.

3)缺乏安全管理平台.物联网平台庞大、复杂、多样，它需要一个功能强大且管理统一的安全管理平台.对物联网业务的日志、口令和权限等安全信息进行统一管理，已成为物联网信息安全的重要要求.

4)缺乏法律保障体系.目前在国内还缺乏物联网发展配套的制度和法律法规，物联网的发展缺乏完善的法律保障体系.

2 物联网的信息安全策略

针对物联网的信息安全威胁，可以从保护节点安全、提高传输安全、加强密钥管理、促进技术研发和实施立法保护等方面，提出物联网信息安全策略.

2.1 保护节点安全

节点与节点之间的通信安全是物联网信息安全的主要内容.物联网运行过程中大多无人监管，因此，就必须减少节点的人为破坏，以保证物联网的物理安全.可以采取以下措施：

身份认证是确保节点安全，防止假冒攻击的关键措施.由于传感器感知节点很容易被物理操纵，因此，对节点的合法性认证就显得非常必要.通过身份认证，通信的双方能够确认对方的身份真实性，加强节点与节点之间、节点与网络之间的安全认证，来确保节点的合法性[3]27-28.此外，还可以排除网络中的不合法节点，方法是将相邻节点作为第三方认证.通信前，对节点进行身份认证，可通过对称密码或非对称密码方案解决，同时，限制网络发送数据包的速度，限制同一数据包重传的次数，均要促进节点安全.

访问控制是在身份认证的基础上进行的，目的是在身份认证之后根据用户的不同身份进行授权，对不同的用户规定不同的操作权限，并对用户访问节点资源的权限划分严格的多等级认证和访问控制.实施时，对用户口令进行加密，以此增加入侵者解密的难度.管理员应分设用户的访问权限，设置用户在访问数据时受自身权限的限制，确保数据和隐私的安全.控制网络设备配置的权限，可增强整个网络的安全性[4]17-21.

入侵检测的含义是，从网络的若干关键节点收集信息，对它们进行数据分析，从中发现网络中是否有违反安全策略的行为，以及是否有遭到袭击的现象.根据检测方法的不同，入侵检测可以分为异常检测和误用检测2种类别.在实际的物联网安全策略中，可以将2种检测类别结合使用，如系统的日志分析可用异常检测，而网络数据包的检测可用误用检测.这样，可以提高入侵检测效率.

自我修复就是在关键节点处增设备份传感器，当关键节点被破坏时，备份传感器能起到替代作用，实施自我修复，防止物联网因某一节点的破坏而不能正常工作.

2.2 提高传输安全

为了加强物联网的数据传输安全保护，应该提升网络传输协议的安全级别，提高物联网传感节点的硬件能力.有效的措施包括：限制物联网节点之间的数据包传输速度和同一数据包的传输次数，能弥补网络安全协议的不足.数据包在传输链路中速度降低，节点资源将被占满或几乎占满，入侵者没有足够的资源进行操作.这样，入侵者对物联网传输节点的攻击就会受到限制.另一方面，限制同一数据包内容传输的次数，数据包传输后立即销毁源数据，即便是节点遭到入侵，入侵者也得不到源数据.这样，也能在一定程度上保证数据的安全.

在现有的物联网安全架构中，设置可信认证服务器，在对象名解析查询机制中引入可信匿名认证机制，对本地对象名解析服务的平台可信性和身份合法性进行分别认证.通过认证，能够保证物品信息的可信与安全.可信匿名认证机制和可信匿名传输机制共同组成安全传输模型，前者使用于用户注册阶段，通过服务本地的对象名解析，生成查询系统的用户名和临时身份信息，完成身份的合法性和平台的可信性认证.后者使用于远程物品信息传输，服务器响应链路中的各个节点会话，通过相邻的节点之间的会话密钥，从后到前地层层嵌套加密查询的信息.

2.3 加强密钥管理

传统IP网络中通常有2种加密形式：点到点加密和端到端加密.然而，从目前学术界公认的物联网技术架构来看，无论是点到点加密还是端到端加密，实现起来都有一定的困难.这是因为，在感知层的节点上，如果要运行一个加密/解密程序，不但需要开销高速的CPU和内存，而且要消耗节点的大量资源.

因此，现在必须解决的问题是，在安全性和效率性两者之间找到一个平衡点，以满足物联网的数据加密需求.一个好的密钥管理方案的标准是：必须容易部署且适合有限的感知节点资源.如何在资源有限的条件下，进行安全加密和认证，是物联网对加密技术提出的进一步要求.物联网的数据加密算法有私钥加密算法和公钥加密算法2种.

私钥加密算法使用单个私钥来加密/解密数据，拥有密钥的任意一方都可以使用该密钥加密/解密数据.因此，必须保证密钥不被未经授权者得到.与公钥加密算法相比，私钥加密算法效率很高，尤其适用于对大量的数据流进行加密转换.但是，这种算法的密钥分发相对困难，且密钥管理在多用户情况下比较复杂，不适合于开放的网络环境.

公钥加密算法的双方使用不同的密钥进行加密/解密，能够适应开放的网络环境，密钥管理简单，能够方便地实现身份认证和数字签名，是目前电子商务和身份认证技术的核心加密技术.它的缺点是算法较复杂，加密数据的速度和效率较低.

在物联网的密钥管理中，可将2种加密算法结合使用.对大容量数据加密采用私钥加密算法，而私钥加密算法中使用的密钥则可以通过公钥加密算法进行加密.这样能够有效地提高加密的效率，同时也简化对密钥的管理.

2.4 促进技术研发

为了保证物联网的大力发展，产生更多的经济和社会效益，应在物联网的技术研发方面加强力度.传感器是物联网感知技术中的核心技术，它能够把物联网中的物理量和化学量转化成电信号，有效地解决传感节点资源受限问题.目前，我国传感器主要采用国外的技术和设施，对物联网核心技术的掌握还不够，自我研发能力也比较薄弱.各级政府应加强重视，实行政策倾斜，大力扶持对新型物联网设备实施研发的企业，促进拥有核心技术的物联网设备研发企业不断壮大，鼓励中小型企业对物联网信息安全产品开展技术研发，培育具有国际市场竞争力的物联网安全技术高新企业.资金是科研的最基本的保证，有足够的资金投入，才能给物联网产品研发企业以真正的动力.必须建立健全各种激励制度，鼓励那些为物联网发展提供巨大贡献的企业单位.人才是技术发展的核心，培养人才应从国家的战略角度出发.培养一批掌握物联网技术，推动物联网发展的新型人才势在必行.

2.5 实施立法保护

当前，应尽早制定与物联网发展相适应的配套政策和规范，包括各级参与者的安全、物品信息安全和个人隐私保护等方面，以保障行业有健康的安全保障机制.具体来说，包括以下3个措施：

制定物联网法律法规.应建立健全物联网信息安全法律、法规和制度.没有法律、法规和制度，即便物联网拥有最先进的技术，信息安全也难以得到保障[5]1-4.因此，构建一个有效的法律体系来保护物联网环境下的信息传输迫在眉睫.

建立物联网管理部门.要建立统一的物联网信息安全管理部门，并强化其权限和职能，使其能从战略高度统揽物联网信息的安全工作，从而实现权威性的物联网信息安全管理制度，并从管理制度上建立相应的安全防范机制.

强化民众的保护意识.在建立健全物联网法律法规的基础上，还应强化人们对物联网的保护意识，以此促进物联网向纵深发展.

3 结论

物联网是一场全新的技术革命，在给人类带来强大的经济效益和社会效益的同时，也产生了巨大的信息安全问题.建立安全机制，从技术上、管理上对物联网的发展实施监控和保护，将推动物联网的良性发展.

参考文献：

[1] 邵熹雯．基于RFID的物联网安全问题研究[J]．计算机工程与应用，2012，48(S1).

[2] 刘宴兵，胡文平，杜 江．基于物联网的网络信息安全体系[J]．中兴通讯技术，2011(17).

[3] 王志文，邓少灵.物联网信息安全特点及防范对策[J].科技信息，2011(12).

[4] 滕 萍．物联网中的信息安全与防范措施[J]．网络安全技术与应用，2013(3).

[5] 叶美兰，王林林．物联网视域下的社会风险与政策监管[J]．南京邮电大学学报(社会科学版)，2011(6).