基于区块链技术的物联网安全技术分析

李佳庆

摘   要：随着信息技术水平的不断提升，计算机和通信技术得到了良好的发展机会，并衍生出了物联网。在物联网中运用区块链技术可确保网络空间安全。基于此，文章先阐述了区块链技术与物联网存在的问题，然后根据问题，提出区块链技术在物联网中的运用情况，进而使区块链技术更加完善，可以适应现代物联网发展所需。

关键词：区块链技术;物联网;安全技术

物联网的出现促进了各项高科技的发展。目前，5G技术已得到了广泛应用，许多事物都可以与物联网相关联。而区块链技术的发展，使物联网打破了原有条件限制，成了当前备受关注的焦点。通过多年的研究，将区块链技术融入物联网，可以有效降低物联网的运营成本，建立起新型商业模式。

1    区块链技术介绍

从本质上看，区块链技术是指点对点传输的一种分布式数据库，是利用某种共识算法保持不同节点数据相一致，同时应用加密算法提高数据的安全性与隐私性，还可以适当增加时间戳或是链式数据结构，进而形成完善的技术体系，具备公开化、透明化等优势。通过对区块链基本定义分析，可知区块链带有去中心化及可信任等多种特征，具体架构如图1所示。去中心化是指区块链网络内部无中心化硬件及管理机构，每个节点的权利与义务都是均等存在的，当某一节点出现问题后，网络整体运行状况并不会受到影响。当可信任节点在网络内部交换数据时，可以给予其认可，此时网络处于透明状态，每一节点都无法欺骗其他节点。

2    物联网存在的安全问题

2.1  安全问题之感知控制层

（1）信息泄露与信息干扰。如果攻击者拦截或伪造了传感网络传输中的数据信息，就会产生严重的传输错误，相关业务无法顺利进行。（2）伪造、假冒攻击[1]。此类安全问题是攻击者会借助物联网终端安全漏洞，通过了解节点身份及密码信息，利用假冒身份与其他节点进行通信，利用非法措施完成恶意攻击，譬如：传播虚假信息等。（3）标签嵌入威胁。当在感知控制层中提取数据信息时，主要依靠无线网络进行信息传输，此种方式无法确保信息处于一个相对安全的传输环境之中，所以，在感知控制层内的标签易被嵌入多种物质，致使用户处在被监视之中，个人信息隐私受到侵犯，存在严重的安全隐患。

2.2  安全问题之网络互联层

在网络互联层中存在两大安全问题：（1）数据易被破坏。因为物联网设备所传输的数据信息较少，所以在数据保护上不会使用过于繁杂的加密算法予以保护。因此，在传输信息数据时，数据极易被篡改或是受到攻击。（2）异构网络的融合。物联网的互联层是多个网络叠加后的结果，具有开放性质，随着网络融合力度的增强，网络结构愈发复杂，进而衍生出了多个网络通信协议。当数据由某一网络传输至另一個网络时，会存在较多问题，因而安全威胁更加突出。

2.3  安全问题之应用层

应用层是物联网系统与用户之间的对接窗口，能够为用户提供个性化服务，依照相关指令进行工作。另外，应用层还具有信息处理与资源管理的功能作用，由于会与外界相接触，因而存在许多隐私信息，相对于其他层级而言，应用层更为敏感，存在较大的风险。

2.4  安全问题之系统架构

在实际运行过程中，物联网设备依旧应用传统的中心化系统，在此系统中，可以简便地建立起信任机制，但是需要第三方对全部设备信息进行管理。在现代物联网环境中，存在较多的设备，有些设备属于百亿级别，这对于第三方管理工作而言存在较大的压力，极大降低了管理工作效率。

3    区块链技术下的物联网安全技术

3.1  确保数据存储安全

现阶段，人工智能服务已被广泛应用于各个领域之中，其中，在支付款上的作用效果最为明显，极大便利了人们的购买需要。在众多付款方式中，都能够了解到购买商品的详细信息。而区域链技术具备的特征可以有效保护隐私信息的安全，降低数据潜藏风险。比如：在我国政府核心数据库中，将区块链技术融入物联网中，可确保数据库中的信息处于安全环境之中[2]。另外，将区块链技术与物联网相融合产生的安全技术，能够使管理者在登陆相应账号密码后直接查看并浏览其中的数据，无需担心个人信息被暴露，可有效避免数据在上传至云处理器中被修改或是窃取。并且区块链技术能够依照节点共识机制，对来访者的身份进行认证与管理，当有黑客侵入服务器，区块链技术会发挥其应有效用，将其抵挡在外，保护系统内部人员的个人隐私信息及重要文件不受侵犯。

3.2  确保固件升级安全

在通信方面，区块链节点之间的通信模式为P2P协议，可以有效保证各节点之间通信安全，同时，在区块链节点中应用安全套接层（Security Socket Layer，SSL）与传输层安全（Transport Layer Security，TLS）协议机制，可使设备层处于可信度较高的安全执行环境之中，终端设备和区块链节点通过SSL/TLS证书的认证可建立起SSL/TLS通道，确保数据传输安全。在物联网中，为了提升物联网安全性，可以对已部署完毕的嵌入式设备固件进行远程更新。并且在区块链技术的支持下，固件设备供应商可以将其最新固件信息发布至各个验证节点分布账本中，然后设备节点向验证节点或是相邻设备节点进行固件版本升级校验请求，以智能合约或共识机制等多个方式完成固件升级，从而确保固件具有较高的完整性。还可以加密、签名来保护固件安全升级，通过此种方式进行固件升级，能够有效减少固件漏洞攻击。

3.3  确保公共服务安全

在物联网中应用区块链技术，形成了智能医疗设备，比如：智能手环、智能医疗终端等。而且智能手环可以测试出使用者的心跳、血压、睡眠情况等。此些数据进而直接传送到与手环向相对应的智能终端中，使用者可了解到自己的身体状况。当使用者身体出现问题时，手环数据可以及时为医生提供判断依据。并且，由于此些智能设备中带有区块链技术，所以能够确保使用者个人隐私数据不受侵犯，设备自身会对此些数据进行加密处理，安全性较高[3]。除此之外，区块链技术还能够与通信技术或传感器等相结合，创造出分布式网络终端，将其运用到交通领域之中，可以有效提高指挥中心调节效率，降低出错率，使车辆能够在安全行驶中了解实时交通路况，从而选择合理的道路行驶。

3.4  降低第三方功能

目前，我国通信事业发展良好，发展至今，经历了4代转变，使用者可不受时空限制，在任意场地进行实时沟通、交流。随着通信技术水平的提高，我国开始融合物联网技术，虽然提高了通信质量，但是存在较多不安全因素。加之当下信息愈發复杂，在大量信息中存在较多的虚假信息，严重损害了人们的利益。比如：有些不法分子会在交易平台中发布虚假广告，导致人们经济利益受损。若是第三方在此状况下介入，不仅会增加使用者的支出成本，还会导致使用效率降低。而区块链技术具有智能合约、签名加密技术等功能，将其与物联网结合，可有效提升物联网安全性，降低第三方的干预，保证交易支付环境安全，保护使用者的财产安全。

4    结语

随着物联网技术不断发展，其安全问题逐渐凸显。为了提升安全力度，应当将其与区块链技术相融合。因为区块链具备去中心化、防篡改以及透明化等特征，将其用于物联网设备中，可有效弥补物联网存在的安全问题，保护个人隐私及重要数据不受损，有利于促进物联网更好的发展。

[参考文献]

[1]宁梓成.基于系统论的“区块链”旅游开发战略分析—以晋中榆次老城为例[J].系统科学学报，2019（4）：126-129.

[2]胡颖.城市商业银行发展数字普惠金融的案例与借鉴—基于票据区块链视角[J].金融与经济，2019（4）：78-82.

[3]吴珊，张元友，邢文圣.区块链技术在医疗健康领域的应用与展望[J].电子技术与软件工程，2019（10）：172.

Analysis on security technology of Internet of Things based on blockchain technology

Li Jiaqing

（Shouguang Modern Middle School， Shouguang 262700， China）

Abstract：With the continuous improvement of information technology， computer and communication technology has gotten a good opportunity for development， and derived from the Internet of Things. The application of blockchain technology in the Internet of Things can ensure the security of cyberspace. Based on this， this paper first expounds the problems existing in the blockchain technology and the Internet of Things， and then puts forward the application of the blockchain technology in the Internet of Things according to the problems， so as to make the blockchain technology more perfect and meet the needs of the development of the modern Internet of Things.

Key words：blockchain technology; Internet of Things; security technology