物联网感知层特点及常见安全威胁

物联网感知层特点及常见安全威胁,第1张

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。

以下回答仅供参考:
智能环境监测应该使用了一下物联网技术
1
传感器技术,对环境的监测都会涉及到传感器,比如监测大气、水质、土壤、污染、漂浮物颗粒等等,这些都必须借助专业的传感器才能做到。
2
无线通信技术,智能环境的概念是脱离原有有线的范畴,在一些户外环境下无法布线的时候,往往使用的都是无线通信技术,比如SZ06
ZigBee无线数据采集设备,用来采集传感器输出的一些模拟量,比如4-20ma,0-5V,温湿度、烟雾、有毒气体等等。如果需要数据远传的话,还需要SZ11
GPRS无线模块,把数据通过GPRS传输到公网里面。
3
嵌入式系统技术,所有的数据进行汇总与分析,才能挖掘数据的价值。

国土资源部通报第8期

2013年,党中央、国务院高度重视,地方党委、政府认真负责,相关部门密切配合,国土资源系统积极努力,全国地质灾害防治工作取得显著成效。成功避让地质灾害1757起,避免人员伤亡188万人,挽回经济损失19亿元,高效应对了数次重大突发地质灾害及地震、台风袭击等突发灾害事件。

一、提前部署,加强研判与督导

根据部党组在年初提出总体工作要求,2月组织各省(区、市)和相关部门专家召开了全国地质灾害趋势会商会对全国形势作出研判分析,有针对性地作出全面部署。汛期,19次发文、发电,动员部署应对各类极端事件。在1月云南彝良地震、4月四川芦山地震、7月四川强降雨、甘肃漳县岷县地震、8月东北强降雨、10月“菲特”台风等极端事件期间,及时下发通知,督促指导有关地区有效应对极端事件引发的地质灾害。多次会同民政、水利、地震、气象等部门,对地质灾害发育趋势进行提前研判与预测。全国31个省(区、市)均在汛前进行了趋势会商与预测,进一步落实地质灾害防治工作。

5月中旬至6月上旬,派出22个检查组,对重点地区地质灾害巡查排查、监测预警、应急值守和应急处置等工作进行全面检查。

7月,针对上半年地质灾害特殊性,邀请地调局及其直属单位专家召开研讨会,系统分析了上半年地质灾害特点和伤亡特点,并再次征求地调局、应急中心、相关省(区、市)厅(局)及成都理工大学、长安大学专家意见后,形成了《2013年上半年地质灾害灾情及人员伤亡情况分析》,对下半年地质灾害应急和防治工作起到了重要指导作用。

二、多点着力,推进体系与能力建设

进一步完善应急值班制度,修订了《应急值守工作手册》。对各地应急值守情况进行不定时检查,保证各地汛期应急值守工作质量和信息通畅。加强应急值班和信息报送,编制《地质灾害灾情险情日报》167期,报送《国土资源部值班信息》61期,编写《国土资源通报》13期。各地均将信息报送作为工作重点,向部报送信息共计1119件。除甘肃因基层迟报、河北因省政府定性问题造成两次迟报,信息报送均及时、准确,为地质灾害应急与防治决策提供了有力支撑。

召开2013年全国地质灾害应急管理工作暨应急技术培训会,部署全年应急管理工作,从理论和实践两方面进行技术探讨。与地质灾害应急管理与技术人员就多部门协同作战,应急管理及远程会商应急指挥系统、物联网、移动信息化、航天技术支撑等内容进行交流。

组织遴选了200名第二批国家级地质灾害应急专家,更新应急专家库,编制《应急专家管理办法》,召开应急专家管理工作会。督促各省(区、市)建立相应应急专家库并加强指导。全国省级地质灾害应急专家已达1853名,全年各省(区、市)组织召开专家培训与交流累计135次。

组织编制《地质灾害应急演练指南》,对开展突发性地质灾害应急演练的基本程序、内容、组织、实施、评估、总结与成果运用等方面做出规定。在吉林敦化市、内蒙古乌兰察布市与两省(区)政府联合举办了大型综合地质灾害应急演练。全国各省(区、市)共组织开展不同规模的地质灾害应急演练17万次,参加人数达129万余人,锻炼了应急队伍,提高了基层干部群众的防灾减灾意识。演练形势多样,福建、四川、甘肃、宁夏、山东等省(区)实现了桌面、专项、综合演练形式全覆盖,有效检验了各级预案完备程度。

进一步完善《地质灾害统计标准》和统计报表制度。召开全国地质灾害灾情与地质环境综合统计会,部署地质环境综合统计年报及地质灾害灾情统计月报填报工作,交流报表指标和地质灾害灾情统计月报直报系统填报问题与经验。

利用专题讲座、案例分析、情景模拟、预案演练、对策研究等多种形式开展宣传培训。全国共组织科普宣传6216次,向1472万人普及了地质灾害知识,专业培训3100次,对398万人次专业技术人员进行了培训。在“气象日”、“422地球日”、“512防灾减灾日”等主题活动中均开展了地质灾害防治与应急科普知识的宣传。做好“五步避险法”宣传及先进典型事迹征集,共征集五步避险法作品40件,典型材料257份,形成材料汇编并专函予以宣传。

三、全国动员,积极应对突发灾害

地质灾害灾情险情发生后,紧急组织专家及工作组赶赴现场,调查灾情、指导抢险救灾。共启动一级应急响应1次,二级应急响应4次,三级应急响应2次,成功应对了云南昭通镇雄1·11滑坡、西藏墨竹工卡3·29滑坡、芦山4·20地震、四川都江堰三溪村7·10滑坡、甘肃漳县岷县7·22地震及“天兔”、“菲特”台风袭击等重大突发事件。

地方党委、政府对地质灾害防治工作高度重视,各省(区、市)级领导专门针对地质灾害防治共作出批示248次,各省(区、市)下发专项通知2122次,启动三级以上应急响应365次,派出应急专家3435人次,有效避免了因灾造成人员伤亡及财产损失。

四川芦山“4·20”70级强烈地震发生后,部认真贯彻落实中央领导重要批示和指示精神,会同四川省迅速组织全国26家单位500余名专业技术人员赶赴地震灾区及其周边区域10个市(州)、51个县(市、区),开展地质灾害应急排查评估工作。共排查核查崩塌、滑坡、泥石流等各类地质灾害隐患点14319处,对2277处临时或过渡安置点组织开展了地质灾害危险性评估,还及时组织灾区514所中小学校地质灾害危险性评估工作及1298处已建重大地质灾害治理工程运行及受损情况现场复查复核。迅速恢复重建群测群防监测网络,逐点编制防灾避险预案,并在险情重大地段设置了警示标识和标牌。在宝兴县冷木沟、教场沟迅速建成了国内最先进的自动化泥石流监测预报预警系统。

7月,四川遭受强降雨袭击。部迅速从地调局成都地调中心、西安地调中心、水环地调中心、成都工艺所、地质环境监测院(应急中心)等5个单位,紧急抽调70余人,组成11个应急排查组和1个专业监测技术指导组,支援四川地质灾害应急排查工作。对人口集聚区(乡镇)、重要工矿企业和重要基础设施的重大地质灾害隐患点进行排查,并逐点提出专业监测预警方案。

10月7日第23号强台风“菲特”于浙闽交界处登陆,部及时地质灾害防范工作的函》,要求浙江省迅速按照应急预案,及时开展排查、落实监测责任,在灾情发生时要果断采取措施。台风期间,浙江省各级共撤离2177处受地质灾害威胁人员43809人。由于撤离及时,全省成功避让地质灾害14起,避免了116人的伤亡,防灾成效显著。“菲特”过境后,又及时组织省内16家地质灾害防治资质单位,组成58个小分队、180人的专业人员,以及25名省级区片专家对灾情和险情进行了全面排查和复查,排查新增隐患点291处。

四、做好总结,深化地质灾害气象预警工作

在北京召开了“地质灾害风险预警工作协调领导小组”第二次会议,在湖北宜昌召开了全国地质灾害气象预警预报现场会,对下阶段地质灾害气象预警工作进行了部署。完成《全国地质灾害气象预警预报十年工作总结》报告,对地质灾害气象预警工作机制、预警技术方法与工作方法、预警成效和经验和教训等方面进行回顾总结。

全国31个省(区、市)、303个市、1578个县开展了地质灾害气象预警预报工作。汛期地质灾害气象预警预报,服务历时165天,制作预警产品166份,其中,红色预警19份、橙色预警88份、预警49份、另10份无预报区。在中央电视台发布107份,在地质环境信息网、手机短信、手机报等渠道发布166份。在166份预警产品中,日常预警153份,应急预警13份(共启动3次)。全国各省召开了市级及县级地质灾害气象预警交流会1102次,将气象预警落到实处。

2014年地质灾害防治形势依然严峻,在进一步做好应急值班、突发事件应对、汛期地质灾害气象风险预警预报、灾情统计等工作同时,2014年将着力加强推进地质灾害应急队伍、专家队伍、应急技术及地质灾害应急平台建设和标准体系建设;努力提升基层防灾能力,探索县级地质灾害气象预警工作的标准化道路;推动应急装备研究、应急监测预警设备研发、应急处置设备研发;做好国家级综合演练,最大限度地保障人民生命财产安全。

附件:各省(区、市)地质灾害应急工作情况统计表

国土资源部

2014年1月27日

随着对物联网的概念、内涵、技术、应用研究的不断深入,在环境、电力、物流、公共安全等领域和行业都涌现出众多物联网应用的典型案例。其中,公共安全领域作为物联网应用的重点领域,具有与其它物联网应用不同的特点和特殊的地位,有必要将公共安全领域的物联网应用(以下简称安全物联网)作为一个独立的概念进行深入研究。
1 、安全物联网的背景及其内涵
当前,中国正处于工业化、城镇化快速发展时期,各种传统的和非传统的、自然的和社会的风险及矛盾交织并存,公共安全和应急管理工作面临的形势更加严峻。主要有以下三个方面的问题:1)自然灾害处于多发频发期,近年来,极端气候事件频发,中强地震呈活跃态势,自然灾害及其衍生、次生灾害的突发性和危害性进一步加重加大;2)安全生产形势严峻,我国安全生产基础薄弱,一些地方和企业责任不落实、监管不到位,生产安全事故总量居高不下,重特大事故时有发生,预防事故发生和实施有效救援的任务繁重而艰巨;3)社会安全面临新的挑战,我国改革发展进入关键阶段,各种利益关系错综复杂,维护社会稳定的任务艰巨。
面对频发的造成大量人员伤亡和财产损失的公共安全事故,亟需构建公共安全监测物联网来感知公共安全隐患,以及解决突发事件发生后各部门之间如何互联互通等问题。
公共安全监测物联网是针对公共安全监测领域覆盖范围广、监测指标多、连续性要求高、所处环境不适合人工监测、感知的信息内容与人民群众的生活密切相关等特点,应用物联网技术尤其是传感器网络技术,构建的一个由感知层、网络层、应用层共同构成的信息系统工程。对公共安全的监测主要包含保障各类生产场景安全的监测、对生产者安全的监测、对特定物品安全的监测、对人员密集场所监控、对重要设备设施监控以及事故应急处理时对场景、人员、物品的信息搜集等。
2 、安全物联网在物联网发展中的地位
公共安全是国家安全和社会稳定的基石。为有效抵御各类人为或自然灾害的威胁,中国将加强公共安全保障措施作为政府工作的重点。公共安全监测物联网为解决我国面临的公共安全问题提供了一种新的思路,符合我国促进科技创新、走创新型国家发展道路的战略要求。
建立完善的公共安全监测物联网将为我国现在面临的桥梁隧道坍塌、危险物泄漏等安全问题提供切实有效的预防机制,全国范围内的公共安全监测物联网的互联更使得重大安全事件得以及时、有力、透明的解决。因此公共安全监测物联网作为与日常生活联系最密切、国家和人民最关注的公共安全领域的物联网应用,应该得到整个社会的重视和优先发展,坚持“政府主导、企业参与、社会支持、群众受益”的方针,通过公共安全监测物联网的发展来带动物联网在技术、应用、产业、标准方面的进步,使整个社会切身感受到公共安全监测物联网带来的公共安全隐患可靠预防和突发事件应急处理的优势,加强人们对物联网价值的认知程度。
3 、安全物联网的体系结构及关键技术
图1描述了公共安全监测物联网的网络架构,它的整体架构与物联网的整体架构相似,由感知层、网络层、应用层三部分组成。但由于公共安全监测物联网应用场景的特殊性,它具有一些其它物联网应用不具备的技术特点,总结如下:
(1) 在感知层,被感知信息的类型多样,实时性要求高,大多数信息的感知(如桥梁建筑物的安全状况,危险物品的监测等)要求精度高且很难通过人工手段检测。由于安全隐患的信息类型不确定性很高,在人员密集场所或高危生产场所应长时间部署大量不同类型的传感器,对感知层的组网策略、能源管理、传输效率、QoS、传感器的编码、地址、频率与电磁干扰等问题提出了更高的要求,这些问题也是公共安全监测物联网能否成熟应用的关键。
(2) 在网络层,由于公共安全监测物联网感知到的信息的涉及国家重点行业以及群众的日常生活,这些信息一旦泄漏或不正当使用都有可能危及国家安全、社会稳定以及人民群众的隐私;因此,公共安全监测物联网的信息内容有必要通过专用网络或者对3G移动网络采取安全防范措施后进行传输,保证信息的安全性、真实性和完整性。(3) 在应用层,针对海量的数据信息和安全隐患可能带来的严重危害,需要建立专有的不同级别的公共安全物联网服务平台。服务平台不仅应具有强大的信息处理及融合能力,还须具有安全隐患的识别以及预警能力,同时当突发公共安全事故时,及时联动相关的职能部门进行应急处理,争取将损失和影响减到最小。另外,将不同级别的公共安全物联网平台互联有利于根据安全事故的危害程度最大限度的调配资源,便于公共安全事件的及时、有效、透明解决。
图1 公共安全监测物联网架构针对公共安全监测物联网体系结构的特点,其涉及到的关键技术主要有:
a 针对公共安全监测领域的专用传感器的研发,包括增加传感器的监测信息类型、提高监测精度、减小体积、抗破坏、增强感知信息的抗干扰能力和保密能力等。
b 大规模传感器节点的自组织网络、协作感知技术、安全接入技术等感知层网络技术。
c 大规模传感器节点的编码、地址、频率分配与电磁干扰等问题。
d 网络层公共安全监测专用网络的结构、通信协议、异构的网络接入技术及网络安全技术等。
e 应用层主要涉及海量信息的智能处理、分析、综合技术以及统一的公共安全监测物联网服务平台的架构等技术。
图2描述了公共安全监测物联网服务平台的总体结构,系统平台将接收到的海量信息处理分析后由相应的服务模块进行处理,服务平台可以根据不同的公共安全监测应用添加不同的服务模块。公共安全事件应急处理部门联动系统负责当突发安全事件发生时及时调动资源进行应急管理,以减少损失和影响。
图2 公共安全监测物联网服务平台的总体结构4 、安全物联网的应用现状
在国内外,公共安全监测物联网已经存在众多应用案例,在公共安全领域发挥了明显的作用,例如:
美国MaterialTechnologies公司开发了一套裂缝诊断传感器系统,已经在宾夕法尼亚州检查了三座桥梁以及马萨诸塞州一座桥梁的裂缝,其传感器能够检测以每分钟几个分子的速度扩大的裂缝,从而提前几年发现可能对安全构成危害的裂缝。此外,早期诊断意味着道路修补人员执行的修补更为经济,因为当裂缝还小的时候,修补起来更加容易。
在韩国,为了保护市民的生命和财产,遏制犯罪、恐怖袭击、火灾,开始在城市内安全隐患区域安装感应系统,为保障市民安全,建立安全的城市做出很多尝试,如图3所示。
图3 公共安全物联网在城市安全方面的应用目前国内全长约266公里的玄武湖隧道是我国最大的城市浅埋明挖湖底隧道,其中湖底段长约166公里。由于地质条件、应力条件、环境影响复杂,隧道很可能受温度、荷载、地下水等因素影响,产生不均匀的沉降、横向开裂、渗水等问题。
南京大学光电传感工程监测中心将特殊的连续分布式光纤“植入”混凝土层中。从施工开始,直至通车运行至今,这些光纤一直对隧道“健康”进行着实时监测。
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