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。

物联网呢基本上在我们的日常生活中无处不在，因此如何确保物联网的安全也是亟待解决的话题。未来信息安全的几个重要的发展方向：第1个就是，攻击源由于lOT设备的加入，会成为一个非常巨大的这个敌人，而且这种巨大性是会越来越刚性的发展的，就是TB级的对抗会成为一种常态，第二个企业级数据中心作为一种有限资源的目标一定要把Securityas Service 就是运营商层面的安全服务纳入到你的防御架构当中，这是唯1可应对TB级流量的一个防御架构。第三个就是实体数据中心里面一定要走混合的架构，不能再像原来单一的以盒子的堆砌，作为这个防御架构的运维模式，一定要考虑用这个虚拟化的资源应对那些突发的，上百倍的这种流量的变化。这三个趋势实在是未来我们可能，非常快会遇到的一些挑战和事故，所以说我们必须从现在这个着手来应对这些风险。

随着人工智能一路高歌猛进，万物互联的智慧生活新时代渐行渐近。当前，物联网设备市场呈指数级增长态势，传统设备接入互联网成为技术发展和产业应用大势所趋。

人们在享受万物互联带来的便利同时，物联网终端的安全问题却逐渐暴露出来，甚至成为最薄弱环节。联网的打印机、路由器，都可能成为被黑客利用的“后门”，借以窃取国家机密、商业机密、个人隐私。

业内透露，物联网设备成为黑客攻击的捷径并非危言耸听。2014年1月发生的针对物联网设备的一起攻击行为，攻陷了10多万个联网设备，包括电视机、路由器和至少一台智能电冰箱，每天发送30万封垃圾邮件。攻击者从任何一个设备发送的消息也就10条，因而很难阻止或查明攻击源头。来源：央广

网络安全产业市场需求分析
数据安全潜力空间巨大
网络安全新定义
在数字化时代，Gartner将网络安全重新定义为“数字安全”，是指数字化转型中的网络安全。具体包括网络空间和物理空间的安全，涵盖网络系统的运行安全性、网络信息的内容安全性、网络数据的传输安全性、网络主体物理资产的安全性。
全球网络安全产业规模预测
据前瞻产业研究院发布的《信息安全行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2017年全球网络安全产业规模预计达到98986亿美元，较2016年增长79%，2018年预计增长至1060亿美元。从增速看，全球网络安全产业增速在2015年达到历史高位173%，预计回落至79%的增长水平。
信息安全事件呈几何式增长
云计算、大数据、物联网等新技术正带来IT架构颠覆式的变革，并驱动网络安全行业重构。整体而言，企业IT预算未来10年会被云取代，而企业上云，以及数字化转型、物联网、区块链等等的最大顾虑则是安全，对大数据的窃取和逐利的攻击会成为未来安全攻击的常态。信息安全事件呈几何式增长，2017年更是创出新高。统计数据显示，2017年上半年泄露及被盗数据达19亿条(超过2016全年的14亿条)，2017全年信息泄露超过50亿条。
国内数据安全现状远不能满足需求
主要原因在于两方面：安全投入规模与技术能力。其一，从国内外安全投入规模现状对比来看，国内企业安全投入在IT的占比约为1%到3%，而美日欧这些发达国家的安全投入占比已经达到10%到13%。其二，从技术能力上看，安全思路要彻底革新，从边界筑墙向以数据为中心、构建纵深化体系转化。数据安全的市场正在打开，天花板高，潜力空间巨大。
这些新一代数据安全理念包括：新的中心与边界，一切安全活动都围绕数据，防火墙不再是边界，身份权限是新边界;体系化而非单点防御，基于整体来考虑和设计，从上至下形成体系，数据在哪儿，机制就到哪儿;行为控制而非基线补丁策略，擅用数据进行分析。
随着企业数字化转型加速、业务上云，物联网、区块链等新技术的落地，数据还将呈指数级增长，并越来越重要，成为企业最具价值的资产之一。
可以预见，企业会不断地加大对于数据保护的安全投入，数据安全的市场会是安全行业价值最高、规模最大的细分市场之一。而大数据业务风险防范，更是已经延展至‘大安全’的概念，足以支撑未来千亿甚至万亿级的市场想象空间。而我们要做的就是专注于这两大方向，做深做优，通过技术创新为行业提供最有价值的产品与服务。

现在路由器成了很多家庭的“标配”，大多数路由器通过IPv4地址单向连接互联网，外部网络无法反过来主动访问。但以路由器为代表的物联网设备数量众多，还有大量路由器不能被完全屏蔽，存在被外面“看见”的风险。

《2017物联网安全年报》显示，目前具有安全风险的物联网设备中，路由器和视频监控设备暴露在互联网上的数量最多。比如，国内暴露在互联网上的路由器就超过1000万台。这些暴露出来的设备，一旦存在漏洞，就有被攻击的风险。

专家认为，物联网由多种设备组成，互联互通的环境使得安全风险快速扩散和传播。因此，要从整体全局考虑安全防护。某个物联网设备存在安全隐患，并不只影响单个设备，还可能引发系统性的安全事件。比如，某些设备中存在的弱口令、已知漏洞等风险，可能被恶意代码感染成为“僵尸主机”。一方面，这些被感染的设备会“传染”其他设备，组成大规模的物联网“僵尸网络”；另一方面，它们接受并执行来自控制服务器的指令后，一旦发动大规模DDoS（分布式拒绝服务）攻击，将会对互联网基础设施造成严重的破坏。

摘 要 物联网作为一项新兴的技术, 已经引起国内学术界高度重视。针对物联网的发展趋势，介绍了其基本概念和技术背景，以及对所涉及的利益相关者产生安全和隐私的影响。需要采取措施，确保该架构能抵御攻击，进行数据认证，访问控制，建立客户隐私。
关键词 物联网 隐私
中图分类号：C913 文献标识码：A

Talking about the Problems of Internet Things Privacy
HUANG Ling
(College of Electronics and Information Engineering, Nanjing Institute of
Information Technology, Nanjing, Jiangsu 210046)
Abstract IOT(Internet of Things), as an emerging technology, attracts much attention form domestic academia and industry For its trend, this paper describes the basic concept and technical background Its development has an impact on the security and privacy of the involved stakeholders Measures ensuring the architecture"s resilience to attacks, data authentication, access control and client privacy need to be established
Key words Internet of things; privacy

1 物联网：概念和技术背景
物联网（IOT）是一个新兴的基于互联网的信息体系结构，促进商品和服务在全球供应链网络的交流。例如，某类商品的缺货，会自动报告给供应商，这反过来又立即引起电子或实物交付。从技术角度来看，物联网是基于数据通信的工具，主要是RFID（无线电射频识别）标签的物品，通过提供的IT基础设施，促进一个安全和可靠的 “物”的交流的方式。
基于目前普遍的看法，物联网的新的IT基础设施是由EPCglobal和GS1引入的电子产品代码（EPC）。“物”是携带一个特定EPC 的RFID标签的物理对象;基础设施可以给本地和远程的用户提供和查询EPC信息服务（EPCIS）。信息并不完全保存在RFID标签上，通过对象名称解析服务（ONS）的连接和互联。信息可由互联网上的分布式服务器提供，
ONS是权威的（连接元数据和服务），在这个意义上，实体可以拥有―集中―改变对有关EPC信息的控制。从而，该架构还可以作为无处不在的计算的骨干，使智能环境识别和确定对象，并接收来自互联网的资料，以方便他们的自适应功能。
ONS是基于知名的域名系统（DNS）。从技术上讲，为了使用DNS来找到有关物品的信息，该物品的EPC必须转换成DNS可以理解的格式，这是典型的“点”分隔的，由左往右形式的域名。EPC编码语法上是正确的域名，然后在使用现有的DNS基础设施，ONS可以考虑是DNS子集。然而，由于这个原因，ONS也将继承所有的DNS弱点。
2 安全和隐私需求
21 物联网技术的要求
物联网的技术架构对所涉及的利益相关者产生安全和隐私的影响。隐私权包括个人信息的隐蔽性以及能够控制此类信息的能力。隐私权可以看作一个基本的和不可剥夺的人权，或作为个人的权利。用户可能并不知道物体的标签的归属性，并有可能不是声音或视觉信号来引起使用物体的用户注意。因此不需要知道它们个体也可以被跟踪，留下它们的数据或可在其网络空间被追踪。
既然涉及到商业过程，高度的可靠性是必要的。在本文中，对所要求的安全和隐私进行了说明：（1）抗攻击的恢复能力：该系统应避免单点故障，并应自动调节到节点故障；（2）数据验证：作为一项原则，检索到的地址和对象的信息必须经过验证；（3）访问控制：信息供应商必须能够实现对所提供的数据访问控制；（4）客户隐私：只有信息供应商从观察一个特定的客户查询系统的使用可以进行推断，至少，对产品的推断应该是很难进行。
使用物联网技术的民营企业在一般的经营活动将这些要求纳入其风险管理意识中。
22 隐私增强技术（PET）
履行对客户隐私的要求是相当困难的。多项技术已经开发，以实现信息的隐私目标。这些隐私增强技术（PET）的可描述如下。（1）虚拟专用网络（***）是由商业伙伴的紧密团体建立的外联网。作为唯一的合作伙伴，他们承诺要保密。但是，这个方案不会允许一个动态的全球信息交换，考虑到外联网以外的第三方是不切实际的。（2）传输层安全（TLS），基于一个全球信托机构，还可以提高物联网的保密性和完整性。然而，每个ONS委派都需要一个新的TLS连接，信息搜索由于许多额外的层将产生负面影响。（3）DNS安全扩展（DNSSEC）的公共密钥加密技术记录资源记录，以保证提供的信息来源的真实性和完整性。然而，如果整个互联网界采用它。DNSSEC只能保证全球ONS信息的真实性。（4）洋葱路由对许多不同来源来编码和混合互联网上的数据，即数据可以打包到多个加密层，使用传输路径上的洋葱路由器的公共密钥加密。这个过程会妨碍一个特定的源与特定的互联网协议包匹配。然而，洋葱路由增加了等待时间，从而导致性能问题。（5）一旦提供了EPCIS私人信息检索系统（PIR）将隐瞒客户感兴趣的信息，然而，可扩展性和密钥管理，以及性能问题，会出现在诸如ONS的一个全球性的接入系统中，这使得这种方法变得不切实际的。（6）另一种方法来增加安全性和保密性是同行对等（P2P）系统，它表现出良好的的可扩展性和应用程序的性能。这些P2P系统是基于分布式哈希表（DHT）的。然而，访问控制，必须落实在实际的EPCIS本身，而不是在DHT中存储的数据，因为这两项设计没有提供加密。在这种情况下，使用普通的互联网和Web服务安全框架，EPCIS连接和客户身份验证的加密可以容易地实现，特别是，客户身份验证可以通过发布共享机密或使用公共密钥来实现。
重要的是，附加到一个对象RFID标签可以在稍后阶段被禁用，以便为客户来决定他们是否要使用标签。 RFID标签可及将其放入保护箔网格而禁用，网格称为“法拉第笼”，由于某些频率的无线电信号不能穿过，或将其“杀”死，如移除和销毁。然而，这两个选择有一定的缺点。虽然将标签放在笼子，相对比较安全的，如果客户需要，它需要每一个产品的每个标签都在笼中。某些标签将被忽略并留在客户那里，她/他仍然可以追溯到。发送一个“杀”命令给标签，留下重新激活的可能性或一些识别的信息在标签上。此外，企业可能倾向于为客户提供奖励机制不破坏标签或暗中给他们标签，不用杀死标签，解散标签和可识别对象之间的连接可以实现。ONS上面的信息可被删除，以保护对象的所有者的隐私。虽然标签仍然可以被读取，但是，关于各人的进一步信息，是不可检索。
此外，由RFID撷取的非个人可识别信息需要透明化。有源RFID可以实时跟踪游客的运动，不用识别哪个游客是匿名的 ；然而，在没有任何限制的情况下收集这些资料是否被传统隐私权的法律涵盖，这一问题仍然存在。
人们对隐私的关心的确是合理的，事实上，在物联网中数据的采集、处理和提取的实现方式与人们现在所熟知的方式是完全不同的， 在物联网中收集个人数据的场合相当多，因此，人类无法亲自掌控私人信息的公开。此外，信息存储的成本在不断降低，因此信息一旦产生， 将很有可能被永久保存，这使得数据遗忘的现象不复存在。实际上物联网严重威胁了个人隐私，而且在传统的互联网中多数是使用互联网的用户会出现隐私问题， 但是在物联网中，即使没有使用任何物联网服务的人也会出现隐私问题。确保信息数据的安全和隐私是物联网必须解决的问题，如果信息的安全性和隐私得不到保证，人们将不会将这项新技术融入他们的环境和生活中。
物联网的兴起既给人们的生活带来了诸多便利， 也使得人们对它的依赖性越来越大。如果物联网被恶意地入侵和破坏，那么个人隐私和信息就会被窃取，更不必说国家的军事和财产安全。国家层面从一开始就要注意物联网的安全、可信、隐私等重大问题，如此才能保障物联网的可持续健康发展。安全问题需要从技术和法律上得到解决。

参考文献
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