物联网感知层特点及常见安全威胁

物联网感知层是物联网与传统互联网的重要区别之一，感知层的存在使得 物联网的安全 问题具有一定的独特性。 总体来说，物联网感知层主要有以下几个特点:

物联网感知对象种类多样，监测数据需求较大，感知节点常被部署在空中、水下、地下等人员接触较少的环境中，应用场景复杂多变。 因此，一般需要部署大量的感知层节点才能满足全方位、立体化的感知需求；

感知层在同一感知节点上大多部署不同类型的感知终端，如稻田监测系统，一般需要部署用以感知空气温度、湿度、二氧化碳含量以及稻田水质等信息的感知终端。 这些终端的功能、接口以及控制方式不尽相同，导致感知层终端种类多样、结构各异；

从硬件上看，由于部署环境恶劣，感知层节点常面临自然或人为的损坏；从软件上看，受限于性能和成本，感知节点不具备较强的计算、存储能力，因此无法配置对计算能力要求较高的安全机制，最终造节点安全性能不高问题的出现。

从攻击方式上看，感知层的安全威胁可以分为物理攻击、身份攻击和资源攻击。

感知节点应用场景复杂多样，易于受到自然损害或人为破坏，导致节点无法正常工作。

因缺乏监管，终端设备被盗窃、破解，导致用户敏感信息泄露，影响系统安全。

攻击者非法获取用户身份信息，并冒充该用户进入系统，越权访问合法资源或享受服务。

攻击者替换原有的感知层节点设备，系统无法识别替换后的节点身份，导致信息感知异常。

攻击者恶意占用信道，导致信道被堵塞，不能正常传送数据。

攻击者通过不停向节点发送无效请求，占用节点的计算、存储资源，影响节点正常工作。

攻击者截获各种信息后重新发送给系统，诱导感知节点做出错误的决策。

物联网特征如下：

1、全面感知：

全面感知即使用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。数据收集方法很多，完成数据收集多点化、多维化、网络化。并且从感知层面来讲，不只体现在对单一的现象或方针进行多方面的调查取得归纳的感知数据，也体现在对实际国际各种物理现象的遍及感知。

2、可靠传输：

经过各种承载网络，包含互联网、电信网等公共网络，还包含电网和交通网等专用网络，建立起物联网内实体间的广泛互联，具体体现在各种物体经由多种接入形式完成异构互联，扑朔迷离，构成“网中网”的形状，将物体的信息实时精确地彼此传递。

3、智能处理与决策：

使用云核算、含糊辨认和数据交融等各种智能核算技术，对海量数据和信息做处理、剖析和对物体施行智能化的 *** 控。首要体现在物联网中从感知到传输到决议计划使用的信息流，并终究为 *** 控供给支撑，也广泛体现出物联网中很多的物体和物体之间的相关和互动。

物联网概念最早源于RFID网络：

1998年，美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID中心创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想，1999年该中心首先提出“物联网”的概念，提出将RFID与互联网结合，在物品编码、RFID技术和互联网的基础上实现在任何地点、任何时间、对任何物品进行标识和管理。

一些感知层常见的关键技术如下：

传感器技术

传感器是物联网中获得信息的主要设备，它最大作用是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。

目前，传感器的相关技术已经相对成熟，常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等，它被应用于多个领域，比如地质勘探、智慧农业、医疗诊断、商品质检、交通安全、文物保护、机械工程等。

作为一种检测装置，传感器会先感知外界信息，然后将这些信息通过特定规则转换为电信号，最后由传感网传输到计算机上，供人们或人工智能分析和利用。

传感器的物理组成包括敏感元件、转换元件以及电子线路三部分。

敏感元件可以直接感受对应的物品，转换元件也叫传感元件，主要作用是将其他形式的数据信号转换为电信号；

电子线路作为转换电路可以调节信号，将电信号转换为可供人和计算机处理、管理的有用电信号。

射频识别技术

射频识别（RFID，Radio Frequency Identification），又称为电子标签技术，该技术是无线非接触式的自动识别技术。

可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。

物联网中的感知层通常都要建立一个射频识别系统，该识别系统由电子标签、读写器以及中央信息系统三部分组成。

其中，电子标签一般安装在物品的表面或者内嵌在物品内层，标签内存储着物品的基本信息，以便于被物联网设备识别；

读写器有三个作用

一是读取电子标签中有关待识别物品的信息，

二是修改电子标签中待识别物品的信息，

三是将所获取的物品信息传输到中央信息系统中进行处理；中央信息系统的作用是分析和管理读写器从电子标签中读取的数据信息。

二维码技术

二维码（2-dimensional bar code）又称二维条码、二维条形码，是一种信息识别技术。

二维码通过黑白相间的图形记录信息，这些黑白相间的图形是按照特定的规律分布在二维平面上，图形与计算机中的二进制数相对应，人们通过对应的光电识别设备就能将二维码输入计算机进行数据的识别和处理。

二维码有两类，第一类是堆叠式/行排式二维码，另一类是矩阵式二维码。

堆叠式/行排式二维码与矩阵式二维码在形态上有所区别，前者是由一维码堆叠而成，后者是以矩阵的形式组成。

两者虽然在形态上有所不同，但都采用了共同的原理：每一个二维码都有特定的字符集，都有相应宽度的“黑条”和“空白”来代替不同的字符，都有校验码等。

蓝牙技术

蓝牙技术是典型的短距离无线通讯技术，在物联网感知层得到了广泛应用，是物联网感知层重要的短距离信息传输技术之一。

蓝牙技术既可在移动设备之间配对使用，也可在固定设备之间配对使用，还可在固定和移动设备之间配对使用。

该技术将计算机技术与通信技术相结合，解决了在无电线、无电缆的情况下进行短距离信息传输的问题。

蓝牙集合了时分多址、高频跳段等多种先进技术，既能实现点对点的信息交流，又能实现点对多点的信息交流。

蓝牙在技术标准化方面已经相对成熟，相关的国际标准已经出台，例如，其传输频段就采用了国际统一标准24GHz频段。

另外，该频段之外还有间隔为1MHz的特殊频段。蓝牙设备在使用不同功率时，通信的距离有所不同，若功率为0dBm和20dBm，对应的通信距离分别是10m和100m。

ZigBee技术

ZigBee指的是IEEE802154协议，它与蓝牙技术一样，也是一种短距离无限通信技术。

根据这种技术的相关特性来看，它介于蓝牙技术和无线标记技术之间，因此，它与蓝牙技术并不等同。

ZigBee传输信息的距离较短、功率较低，因此，日常生活中的一些小型电子设备之间多采用这种低功耗的通信技术。

与蓝牙技术相同，ZigBee所采用的公共无线频段也是24GHz，同时也采用了跳频、分组等技术。

但ZigBee的可使用频段只有三个，分别是24GHz（公共无线频段）、868MHz（欧洲使用频段）、915MHz（美国使用频段）。

ZigBee的基本速率是250Kbit/s，低于蓝牙的速率，但比蓝牙成本低，也更简单。

ZigBee的速率与传输距离并不成正比，当传输距离扩大到134m时，其速率只有28Kbit/s，不过，值得一提的是，ZigBee处于该速率时的传输可靠性会变得更高。

采用ZigBee技术的应用系统可以实现几百个网络节点相连，最高可达254个之多。

这些特性决定了ZigBee技术能够在一些特定领域比蓝牙技术表现得更好，这些特定领域包括消费精密仪器、消费电子、家居自动化等。

然而，ZigBee只能完成短距离、小量级的数据流量传输，这是因为它的速率较低且通信范围较小。

ZigBee元件可以嵌入多种电子设备，并能实现对这些电子设备的短距离信息传输和自动化控制。

感知层的主要作用是识别物体和采集信息，在对感知层进行设计时首先要明确整个系统的功能，然后采用相应的传感器或者单片机嵌入式之类的感知设备对采集到的信号进行初步处理，同时还可以整合通信模块，具体视系统而定，针对特定环境采用不同的通信模块，如GPRS、ZIGBEER、BLUETOOTH、红外等。

感知层是物联网的皮肤和五官，主要功能是信息感知与采集，主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器（如温度感应器、声音感应器、震动感应器、压力感应器）等。

三大特征是感知物体、信息传输、智能处理。

顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：

1互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络。

2识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能。

3智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

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