物联网的安全体系构建

信息技术1物联网技术简介

物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的"物"具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。

物联网根据全面感知、可靠传递以及智能处理的三大功能需求，可以将其实现过程分为三层结构：第一层为感知延伸系统，主要功能为采集信息和控制设备；第二层为异构融合的泛在通信网络，主要负责异构网络的互联互通以及存储处理功能；第三层为应用和服务层，主要负责进行数据监控、数据分析等。物联网体系构架可以表示为图1所示。

2物联网安全体系构建相比于现有的互联网，物联网了不仅实现人与物、物与物之间的通信，而且不受时间地点的限制。

在现有的互联网场景中大量的协议和技术可以解决大部分的安全问题，由于物联网硬件节点和无线传感器网络的限制，现有技术的作用具有一定局限性。此外，传统的安全协议消耗大量的内存和计算资源。另一个因素也限制了安全技术的作用，因为物联网设备通常都部署在恶劣的、不可预知的甚至是敌对的环境中，在这些环境下设备容易遭受损坏。因此，现有安全技术的实施仍然是一项具有挑战性的任务。

对应于物联网体系结构的每一层的安全问题需要尽可能最大

限度地进行讨论，分析和解决。因此，为了实现信息的真实性、保密性和完整性，要求物联网的整体安全包括物理节点、信息采集、信息传输和信息处理的安全性。

2.1物理硬件安全策略

感知层构成物联网体系结构的最低层并负责整个物联网网络的信息采集。在这一层，最重要的安全问题包括信息采集安全和物理硬件的安全如传感器设备、无线射频识别节点和传感器终端。由于不同的传感器节点具有弱保护系统的功能应用，在恶劣的环境中物联网不能实现单一的安全协议，从而缺乏适当的措施解决影响无线射频识别传感器节点、无线传感器网络、路由器和传感器终端的安全因素。实现感知层的物理安全也就是必须保证传感硬件如无线射频识别节点、传感器网络和传感器终端的物理安全。

2.1.1RFID 的安全策略

由于大多数无线射频识别传感器节点部署在恶劣的环境中，因此它们仍然容易受到损害或盗窃，需要设计和实施的策略能够更换无线传感器网络中损坏的节点。与射频识别相关的安全问题包括射频识别标签和用户的位置信息泄露、重放攻击、中间人攻击、克隆攻击和篡改。在射频识别应用中成本和安全性之间需要平衡更重要的是必须设计出合适的安全策略。

RFID 的安全主要是通过物理方法或代码的机制或两者相结合的方法实现的。下面对几种类别的物理方法进行了探讨：

a.数据加密：加密算法可应用于电子标签信息安全的保障。

b.标签：这些标签可以通过发射一个恒定频率的假标签序列号

私有化图书体系的建立，如私有馆藏服务等。云技术能够针对个人、家庭或团体、企业等客户的特定需求，制定有针对性的服务方案，通过云端的虚拟化“私有云”部署模式来实现，从而构建一个私有馆藏空间给客户，为其提供一座“私有”图书馆。这种图书服务体系的构建，会大大优化、丰富图书馆图书信息的服务内容，并在图书领域实现“私人订制”。这种服务体系的建设与推广不单单是为了让图书馆能够获得更多读者的青睐，也是为了图书馆在这个信息爆棚、资源共享的时代，依靠自有平台，可以不断更新、编辑处理自身图书信息资源，获得属于自己更大的生存空间。

2.3图书馆信息管理服务的丰富与优化云计算环境下，图书馆的管理服务必然会发生本质性的改变。如程序管理，更倾向于依靠服务中心平台组建信息、传播信息、优化信息，当信息处理完成后，再依靠电子信息、电视屏幕、短信提醒的服务途径，将信息传达给读者，省去了面对面服务、带领服务以及指导服务等工作步骤。同时，也可以将部分业务管理以托管的方式“外送”出去，实施“外放管理”。以美国著名大学内设的图书馆为例，该大学把图书信息编辑、绘制成学生常用的生活软件、日历，以及论坛博客，学生只要使用这个软件或阅览了这个信息，图书馆的信息传达服务便生成，信息的服务便完成。图书馆照例向学生收取一些软件使用费用，便可以完成整个外放图书信息管理的操作程序，运营起来也比较简单。总的说来，云服务极大地改变了图书馆的服务模式，同时也提高了工作效率。

结束语

在信息技术迅速发展的今天，图书馆的生存空间不断被挤压，越来越有限的发展空间不得不使图书馆工作人员有了危机感，从而不断引进新技术，提供更大量便捷的信息以供新需求。“云计算”技术的引用将会成为图书馆未来发展的技术支撑，它的技术延展空间和服务功能是

空前强大的，依靠这种新的技术力量，图书馆也可以在新的图书信息环

境下更好的生存发展下去。不久的将来，以往熟悉的图书信息服务市场将会发生翻天覆地的变化，基于互联网信息共享平台的建设仍未止步，很多信息资源也大量融入图书市场，图书馆如何保管和利用好这些信息，也需要新的技术来建设和推广信息服务的平台。特别是在云计算环境下，图书馆要实现自身存在的价值，更需要图书馆工作人员在信息服务模式等方面不断变革与创新。

参考文献

［1］王长全，艾.云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新［J］.图书馆工作与研究，2011，12（11）：148-151.

［2］邸淑君.云计算环境下高校图书馆信息服务模式［J］.中国信息界，2011，12（109）：1147-1148.

［3］张开选.云计算环境下图书馆信息服务创新的基本路径［J］.江西图书馆学刊，2010，20（104）：79-81.

［4］郭金婷.云计算环境下图书馆云服务模式构建［J］.辽宁师范大学学报（社会科学版），2012，13（23）：190-192.

［5］叶昊.云计算视域下高职图书馆信息服务的创新［J］.职教论坛，2013，10（108）：1144-1146.

［6］余小玲.云计算环境下图书馆服务模式的变革［J］.科技情报开发与经济，2013，10（11）：1130-1132.

［7］张春平.云计算环境下数字图书馆服务创新研究［J］.农业图书情报学刊，2015，21（105）：176-178.

作者简介：肖艳，（1982，9，29-），女，汉族，贵州黔西人，贵州大学硕士研究生，就职于贵州省社会科学院图书信息中心。

物联网的安全体系构建

冯之发

（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001）

摘要：在无线技术、传感技术和通信技术大规模发展的推动下，一种由互联网转变且被称之为物联网的综合网络正在迅速展开。基

于无线传感器网络和无线射频识别技术的物联网已经广泛应用在健康、教育、交通和农业等领域。简要介绍物联网的概念以及物联网的安全体系构建，通过结构的每一层处理安全问题。

关键词：物联网；互联网；安全体系（转下页）雰 177··

信息技术

来隐藏其他射频识别标签的序列号。

c.标签频率修改：通过修改标签的频率频谱以使恶意用户访问RFID 阅读器和标签之间的通信困难。

d.干扰：无线信号可用于干扰附近的射频识别阅读器的操作。

e.杀令策略：根据这项策略，标签被物理破坏。

通过代码机制的实现，可以解决射频识别的安全问题。这些代码机制涉及的协议是用来设计解决相关射频识别节点的安全问题。RFID 安全协议有Hash-Lock 协议、LCAP 协议、Hash 链协议、重新加密协议等。

2.1.2传感器网络安全策略传感器网络技术相关安全信息的争论包括物理捕获的传感器节点和网关节点、完整性攻击、拥塞攻击、DOS 攻击和节点复制攻击。射频标签不同于传感器节点的地方在于射频标签与物的静态特性有关而传感器节点与物的动态特性相关。传感器网络安全框架的构建涉及到多种安全策略的集成如加密算法、密钥分配策略、入侵检测机制和安全路由策略。现有的一些安全框架有TinySec 、LEAP 协议、参数化跳频等。

a.密钥分配策略：通常情况下，传感器网络随机选择预分配的密钥，每个传感器节点随机从密钥库中选择几个密钥，这样每组的2个节点可以共享密钥的概率较高。

b.入侵检测机制：这些机制为物联网提供了一个额外的安全层，由于它们能及时发现网络安全漏洞，因此可以提供适当的安全补救措施。

c.安全路由策略：安全路由器可以部署在整个网络来提高它的安全性。可以通过多路径路由策略来防止转发攻击。洪泛攻击需要通过限制路由节点到一个特定的范围内处理。

2.1.3传感器终端安全策略

物联网中的传感器终端安全问题包括未经授权的访问，窃取或机密信息的破坏、SIM 卡信息复制、空中接口信息的获取和模仿等。检测到的数据通过多个传感器节点，然后传输到数据处理子系统，最终达到了预期的用户和应用程序。广泛部署的传感器终端包括智能手机、个人电脑、笔记本电脑、平板电脑等。最常用的传感器终端的安全策略包括加密算法、身份验证策略、数据流控制策略、数据过滤机制等。

2.2信息获取安全策略除了物理安全问题，感知层还需要解决相关的信息采集安全问题。信息采集的安全问题包括窃听、篡改、欺骗和重放攻击。以下讨论了数据采集的安全策略：

2.2.1数据采集阶段必须保证数据的真实性、保密性和完整性；2.2.2感知层的密钥管理协议需要加强，包括轻量级的对称和非对称密钥管理政策中的应用；

2.2.3路由安全政策必须确保真实路径的发现和有效的网络安全；

2.2.4传感器节点的身份验证策略须被用来防止未经授权的和恶意用户的数据访问。

2.3信息传输安全策略在物联网体系结构中，网络层的主要责任是传输信息。物联网体系结构中正在实施的基本通信框架除了对数据的保密性和完整性的妥协外，仍然会出现与其相关的风险如拒绝服务攻击、未经授

权的访问、中间人攻击、病毒攻击。由于物联网涉及从大量传感器设

备上获取不同格式的数据；收集到的数据获取的异构字符带来了其它复杂的网络相关问题如大量的节点传输数据导致网络拥塞。

数据传输时，网络层的安全策略需要保持数据的真实性、保密性、完整性和可用性。物联网应用涉及大量跨物联网的数据传输，这就需要各种身份验证、过滤和检测机制的应用以保证数据的安全。数据也必须通过实施DDOS 攻击的检测和预防来防范攻击。网络连接的异构性也会导致信息交换中的漏洞、重放攻击等。可以利用认证机制、密钥管理和协商机制、入侵检测机制使网络免受攻击。

2.4信息应用安全策略

由于物联网架构的应用层涉及处理大量的数据，因此在应用中会面临数据安全和数据隐私问题。通过数据保护、数据备份和恢复机制以保证数据安全。为了确保应用层的数据安全，数据安全管理和加密/解密算法必须用来保护数据库。防止未经授权的访问数据库的访问管理机制和管理数据库的管理权限这两种策略可以确保数据库的安全。

应用层安全性的另一个组成部分是数据的保密性。在许多物联网应用中，数据隐私保护具有重要意义。长期数据隐私表明，数据所有者不希望他们的敏感数据集被披露给未经授权的访问。为了防止未经授权的访问和使用数据，访问权限必须是有限的并且与数据相关的操作必须基于安全或访问权限的级别。基于保护数据库隐私的数据失真技术、数据加密技术或隐私代理是一些常见的隐私保护的技术。

结束语

在本文中对每一层的物联网体系结构的安全问题进行了分析，并提出了相应的策略，为了确保物联网架构的安全建设，未来的科技实力肯定会得到改善。未来物联网安全问题的研究必须集中在物理硬件安全、信息采集、处理和传输的网络上。除了适当的技术策略，实现安全的物联网也需要一系列的政策、法律和法规以加强安全体系。

参考文献

［1］臧劲松.物联网安全性能分析［J］.计算机安全，2010，（6）；51-55.［2］杨庚，许建，陈伟.物联网安全特征与关键技术［D］.南京：南京邮电大学.

图1物联网体系构架图

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