物联网技术的信息安全

物联网的安全和互联网的安全问题一样，永远都会是一个被广泛关注的话题。由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物以及相关的数据，其“所有权”特性导致物联网信息安全要求比以处理“文本”为主的互联网要高，对“隐私权”(Privacy)保护的要求也更高（如ITU物联网报告中指出的），此外还有可信度(Trust)问题，包括“防伪”和DoS（Denial of Services）（即用伪造的末端冒充替换（eavesdropping等手段）侵入系统，造成真正的末端无法使用等），由此有很多人呼吁要特别关注物联网的安全问题。
物联网系统的安全和一般IT系统的安全基本一样，主要有8个尺度： 读取控制，隐私保护，用户认证，不可抵赖性，数据保密性，通讯层安全，数据完整性，随时可用性。 前4项主要处在物联网DCM三层架构的应用层，后4项主要位于传输层和感知层。其中“隐私权”和“可信度”（数据完整性和保密性）问题在物联网体系中尤其受关注。如果我们从物联网系统体系架构的各个层面仔细分析，我们会发现现有的安全体系基本上可以满足物联网应用的需求，尤其在其初级和中级发展阶段。
物联网应用的特有（比一般IT系统更易受侵扰）的安全问题有如下几种：
1 Skimming：在末端设备或RFID持卡人不知情的情况下，信息被读取
2 Eavesdropping: 在一个通讯通道的中间，信息被中途截取
3 Spoofing：伪造复制设备数据，冒名输入到系统中
4 Cloning: 克隆末端设备，冒名顶替
5 Killing:损坏或盗走末端设备
6 Jamming: 伪造数据造成设备阻塞不可用
7 Shielding: 用机械手段屏蔽电信号让末端无法连接
主要针对上述问题，物联网发展的中、高级阶段面临如下五大特有（在一般IT安全问题之上）的信息安全挑战：
1 4大类（有线长、短距离和无线长、短距离）网路相互连接组成的异构（heterogeneous）、多级(multi-hop)、分布式网络导致统一的安全体系难以实现“桥接”和过度
2 设备大小不一，存储和处理能力的不一致导致安全信息（如PKI Credentials等）的传递和处理难以统一
3 设备可能无人值守，丢失，处于运动状态，连接可能时断时续，可信度差，种种这些因素增加了信息安全系统设计和实施的复杂度
4 在保证一个智能物件要被数量庞大，甚至未知的其他设备识别和接受的同时，又要同时保证其信息传递的安全性和隐私权
5 多租户单一Instance服务器SaaS模式对安全框架的设计提出了更高的要求
对于上述问题的研究和产品开发，国内外都还处于起步阶段，在WSN和RFID领域有一些针对性的研发工作，统一标准的物联网安全体系的问题还没提上议事日程，比物联网统一数据标准的问题更滞后。这两个标准密切相关，甚至合并到一起统筹考虑，其重要性不言而喻。
物联网信息安全应对方式：
首先是调查。企业IT首先要现场调查，要理解当前物联网有哪些网络连接，如何连接，为什么连接，等等。
其次是评估。IT要判定这些物联网设备会带来哪些威胁，如果这些物联网设备遭受攻击，物联网在遭到破坏时，会发生什么，有哪些损失。
最后是增加物联网网络安全。企业要依靠能够理解物联网的设备、协议、环境的工具，这些物联网工具最好还要能够确认和阻止攻击，并且能够帮助物联网企业选择加密和访问控制（能够对攻击者隐藏设备和通信）的解决方案。

物联网信息安全 
随着信息技术的飞速发展，信息安全的研究内容日益广泛，尤其是在物联网的大背景下，物联网信息安全的定义为：在既定的安全级别下，信息系统抵御恶意行为或意外事件的综合处理能力，而这些恶意行为（事件）可能危及数据信息的存储、传输和处理。那么在这个背景下，研究RFID信息安全与隐私保护机制就是为了保障物联网中信息系统提供的服务是可靠的、安全的、机密的、可控的状态。

物联网RFID系统安全漏洞

RFID系统安全漏洞分析 
RFID系统作为物联网体系架构的基础，也是物联网的核心技术。RFID系统的安全性直接影响到物联网技术在行业中的应用安全。

攻击RFID系统主要方法 
RFID标签是物联网信息系统的重要部分，它们储存了大量的商业价值信息，这对于非法用户、黑客们具有极大的诱惑力，一旦造成信息泄露或篡改，将造成灾难性的后果。

物联网信息安全与隐私保护策略

在推广和应用物联网技术之前，应该首先解决信息安全与防护的问题。隐私信息的内容包括个人基本信息、身份信息、财产信息、位置信息、个人信仰、个体特征等。尊重和保护个人隐私已经是全社会的共识，也是共同的需要。在物联网信息安全领域，研究并应用隐私信息保护机制具有重要的意义。

（1）法律法规保护政策：通过法律政策来规范化物联网信息系统对用户个人隐私信息的保护和使用过程。

（2）隐私信息使用方针：通过终端用户本着自愿的原则，以及根据需要与物联网运营商、网络运营商等供应商达成协议来使用个人隐私信息。

（3）匿名身份应用：使用间接的匿名信息来代替实名制信息，防止个人隐私信息泄露以及被非法用户用于非法活动或行为。

（4）数据加密解密：对于重要的数据信息，比如商品交易信息，个人的位置信息等，可以使用复杂的加密及解密算法来混淆或置换这些隐私信息，防止被非法用户窃取。

传感网络是一个存在严重不确定性因素的环境。
被感知的信息通过无线网络平台进行传输时，信息的安全性相当脆弱。
在物联网的传输层和应用层也存在一系列的安全隐患，亟待出现相对应的、高效的安全防范策略和技术。

精准定位。物联网园区安全防范系统的创新点有人员、车辆、物品精准定位跟踪。物联网园区安全防范系统通过物联网及传感网络的深入运用，实现了特定区域的安全防范以及智能控制等功能，结合人机对话以及逻辑判断技术使得系统更加灵活具有前瞻性。

F5应用安全现状调查中发现，传统的网络安全方案有很多不足之处，随着物联网、云计算、大数据等新技术的普及，习惯了边界防护的安全主管发现，一切变得那么不可控——越来越多的数据存储在云端，超越了传统的安全防护边界;日益增长的IoT(物联网)设备也在挑战我们的防护能力。这一切都凸显出传统安全防护手段的力不从心。传统安全防护的重心在于边界防护——终端防护、网络防护、主机防护等，在不同的区域间通过安全设备构筑了分立的防护体系，彼此之间缺乏信息共享和防护协同，在层出不穷的漏洞和高级攻击手段面前，看似强固的安全防护堡垒成为了摆设。与日趋乏力的安全防护手段相比，攻击手段却日趋高级——零日漏洞、高级持续攻击、网络军火武器等，都成为攻击者的手段。网络攻击已由黑客个人的炫技行为，发展成为有组织的犯罪活动，并且呈现了手段专业化、目的商业化、源头国际化以及载体移动化的趋势目前市场最需要的就是具有一站式整合能力的安全厂商，将终端、边界和云端的安全防护融合起来，提供全面的安全防护体系，提供一站式的解决方案，让用户将精力用于业务发展上。作为全 球应用交付领域的先行者，F5遵循理念先行、全面防护的战略，立足作为具备最全面安全交付能力的厂商，为用户提供全系列信息安全产品及完整的解决方案，做到从底层信息安全基础设施到顶层应用，构建安全可信的全面防护。不断加强互联网金 融网络安全依法管理、科学管理，逐步实现网络安全防护从基于现实威胁的静态保护向基于未来风险的动态预防的转变。
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物联网感知层的安全防护技术的主要特点是：

1、大量的节点数目：

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；

2、多样的终端类型：

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；

3、较低的安全性能：

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。

物联网感知层基本内容：

感知层位于物联网三层结构中的第三层（其它二层分别是应用层和网络层）。

感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别 物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用类似。

感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、数码相机等设备，采集外部物理世界的数据，然后通过RFID、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。

尽管IPv4中常见的攻击方式将在IPv6网络中失效，使来自网络层的一些安全攻击得以抑制，但采用IPv6并不意味着关紧了安全的大门，来自应用层的威胁将以新的方式出现。 总有人误认为“网络改成IPv6，安全问题就全面解决了”。诚然，IPv4中常见的一些攻击方式将在IPv6网络中失效，例如网络侦察、报头攻击、碎片攻击、假冒地址及蠕虫病毒等，但IPv6不仅不可能彻底解决所有安全问题，反而还会产生新的安全问题。
虽然与IPv4相比，IPv6在网络保密性、完整性方面做了更好的改进，在可控性和抗否认性方面有了新的保证，但目前多数网络攻击和威胁来自应用层而非网络层。因此，保护网络安全与信息安全，只靠一两项技术并不能实现，还需配合多种手段，诸如认证体系、加密体系、密钥分发体系、可信计算体系等。

安全新问题如影随形

IPv6是新的协议，在其发展过程中必定会产生一些新的安全问题，主要包括:
● 针对IPv6的网管设备和网管软件都不太成熟。
IPv6的管理可借鉴IPv4。但对于一些网管技术，如SNMP（简单网络管理）等，不管是移植还是重建，其安全性都必须从本质上有所提高。由于目前针对IPv6的网管都不太成熟，因此缺乏对IPv6网络进行监测和管理的手段，对大范围的网络故障定位和性能分析的能力还有待提高。
● IPv6中同样需要防火墙、、IDS（入侵检测系统）、漏洞扫描、网络过滤、防病毒网关等网络安全设备。
事实上，IPv6环境下的病毒已经出现。例如，有研究人员在IPv6中发现了一处安全漏洞,可能导致用户遭受拒绝服务攻击。据悉,该漏洞存在于IPv6的type 0路由头(RH0)特征中。某些系统在处理IPv6 type 0路由头时存在拒绝服务漏洞。
● IPv6协议仍需在实践中完善。
IPv6组播功能仅仅规定了简单的认证功能，所以还难以实现严格的用户限制功能。移动IPv6(Mobile IPv6)也存在很多新的安全挑战，目前移动IPv6可能遭受的攻击主要包括拒绝服务攻击、重放攻击以及信息窃取攻击。另外，DHCP（ Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议）必须经过升级才可以支持IPv6地址，DHCPv6仍然处于研究、制订之中。
●向IPv6迁移过程中可能出现漏洞。
目前安全人员已经发现从IPv4向 IPv6转移时出现的一些安全漏洞，例如黑客可以非法访问采用了IPv4和IPv6两种协议的LAN网络资源，攻击者可以通过安装了双栈的IPv6主机建立由IPv6到IPv4的隧道，从而绕过防火墙对IPv4进行攻击。
IPv6协议在网络安全上的改进
● IP安全协议(IPSec)技术
IP安全协议(IPSec)是IPv4的一个可选扩展协议，而在IPv6中则是一个必备的组成部分。IPSec协议可以“无缝”地为IP提供安全特性，如提供访问控制、数据源的身份验证、数据完整性检查、机密性保证，以及抗重播(Replay)攻击等。
IPSec通过三种不同的形式来保护通过公有或私有IP网络来传送的私有数据。
(1)验证:通过认证可以确定所接受的数据与所发送的数据是否一致，同时可以确定申请发送者在实际上是真实发送者，而不是伪装的。
(2)数据完整验证:通过验证保证数据从原发地到目的地的传送过程中没有任何不可检测的数据丢失与改变。
(3)保密:使相应的接收者能获取发送的真正内容，而无关的接收者无法获知数据的真正内容。
需要指出的是，虽然IPSec能够防止多种攻击，但无法抵御Sniffer、DoS攻击、洪水(Flood)攻击和应用层攻击。IPSec作为一个网络层协议，只能负责其下层的网络安全，不能对其上层如Web、E-mail及FTP等应用的安全负责。
●灵活的扩展报头
一个完整的IPv6数据包包括多种扩展报头，例如逐个路程段选项报头、目的选项报头、路由报头、分段报头、身份认证报头、有效载荷安全封装报头、最终目的报头等。这些扩展报头不仅为IPv6扩展应用领域奠定了基础，同时也为安全性提供了保障。
比较IPv4和Ipv6的报头可以发现，IPv6报头采用基本报头+扩展报头链组成的形式，这种设计可以更方便地增添选项，以达到改善网络性能、增强安全性或添加新功能的目的。
IPv6基本报头被固定为40bit，使路由器可以加快对数据包的处理速度，网络转发效率得以提高，从而改善网络的整体吞吐量，使信息传输更加快速。
IPv6基本报头中去掉了IPv4报头中的部分字段，其中段偏移选项和填充字段被放到IPv6扩展报头中进行处理。
去掉报头校验(Header Checksum，中间路由器不再进行数据包校验)的原因有三: 一是因为大部分链路层已经对数据包进行了校验和纠错控制，链路层的可靠保证使得网络层不必再进行报头校验; 二是端到端的传输层协议也有校验功能以发现错包; 三是报头校验需随着TTL值的变化在每一跳重新进行计算，增加包传送的时延。
●地址分配与源地址检查
地址分配与源地址检查在IPv6的地址概念中，有了本地子网(Link-local)地址和本地网络(Site-local)地址的概念。从安全角度来说，这样的地址分配为网络管理员强化网络安全管理提供了方便。若某主机仅需要和一个子网内的其他主机建立联系，网络管理员可以只给该主机分配一个本地子网地址;若某服务器只为内部网用户提供访问服务，那么就可以只给这台服务器分配一个本地网络地址，而企业网外部的任何人都无法访问这些主机。
由于IPv6地址构造是可会聚的(aggregate-able)、层次化的地址结构，因此，IPv6接入路由器对用户进入时进行源地址检查，使得ISP可以验证其客户地址的合法性。
源路由检查出于安全性和多业务的考虑，允许核心路由器根据需要，开启反向路由检测功能，防止源路由篡改和攻击。
IPv6固有的对身份验证的支持，以及对数据完整性和数据机密性的支持和改进，使得IPv6增强了防止未授权访问的能力，更加适合于那些对敏感信息和资源有特别处理要求的应用。
通过端到端的安全保证，网络可以满足用户对安全性和移动性的要求。IPv6限制使用NAT（Network Address Translation，网络地址转换），允许所有的网络节点使用全球惟一的地址进行通信。每当建立一个IPv6的连接，系统都会在两端主机上对数据包进行 IPSec封装，中间路由器对有IPSec扩展头的IPv6数据包进行透明传输。通过对通信端的验证和对数据的加密保护，使得敏感数据可以在IPv6 网络上安全地传递，因此，无需针对特别的网络应用部署ALG(应用层网关)，就可保证端到端的网络透明性，有利于提高网络服务速度。
●域名系统DNS
基于IPv6的DNS系统作为公共密钥基础设施(PKI)系统的基础，有助于抵御网上的身份伪装与偷窃。当采用可以提供认证和完整性安全特性的DNS安全扩展 (DNS Security Extensions)协议时，能进一步增强对DNS新的攻击方式的防护，例如网络钓鱼(Phishing)攻击、DNS中毒(DNS poisoning)攻击等，这些攻击会控制DNS服务器，将合法网站的IP地址篡改为假冒、恶意网站的IP地址。

是如何确保设备本身安全。某些设备或设施可能无人值守地运行，因此不受频繁的安全性影响。报告称，使这些设备防篡改可能是有利的，因为这种类型的端点强化可以帮助阻止潜在的入侵者获取数据。它也可能抵御黑客或其他网络犯罪分子的攻击。

作为一种最佳实践，安全端点强化可能意味着部署一种分层方法，要求攻击者绕过多重障碍，旨在保护设备及其数据免遭未经授权的访问和使用。企业应该保护已知的漏洞，如开放的TCP/UDP端口，开放的串行端口，开放的密码提示，Web服务器、未加密的通信、无线连接等注入代码的位置。

另一个保护设备的办法是根据需要升级或部署安全补丁。但请记住，许多设备供应商在构建和销售设备时并不关注安全性。正如调查报告指出的那样，许多物联网设备被破坏后是不可修补的，因此无法保证安全。在投资的设备采用工业物联网之前，需要评估设备的安全功能，并确保供应商对设备进行彻底的安全测试。

当物联网设备试图连接到网络或服务时，要小心地管理物联网设备的身份验证，以确保信任是非常重要的。公钥基础设施(PKI)和数字证书为物联网设备身份和信任提供了安全基础。

如何保障物联网的安全？

物联网安全解决方案

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