物联网安全架构及关键技术探析

信18与电
16China Computer & Communication 信息安金与管理2020年第22期
物联阿安全架构及关键技术探析
虞尚智
（中山火炬职业技术学院，广东中山528436 ）
摘 要：近年来，社会经济在快速发展的同时，计算机信息技术也得到了迅速发展，并且被逐渐应用到各个领域中” 物联网技术与人们的日常生活密切相关，在实际应用过程中，信息安全问题也越来越突出，随着人们的信息安全及隐私 保护意识逐步提高，物联网技术在实际应用与发展过程中也面临着严峻的挑战-物联网技术主要指对各种信息传输设备 和互联网进行有效融合，从而形成巨大的网络覆盖范围.物联网信息安全会对整个物联网产业的稳定发展产生直接的影响， 因此，数据信息与隐私保护是物联网技术应用与发展过程中的重点，也是当前急需解决的主要问题之一，必须引起高度 重视.本文针对当前物联网在实际应用过程中存在的安全问题进行阐述，并进一步探讨了物联网安全架构及关键技术， 对于进一步完善物联网信息安全体系具有重要的指导性作用.
关键词：物联网；安全架构；关键技术
中图分类号：TP309. 7 文献标识码：A 文章编号：1003-9767 （2020） 22-212-03
Analysis of the Security Architecture and Key Technologies of the Internet of
Things YU Shangzhi
(Zhongshan Torch Polytechnic, Zhongshan Guangdong 528436, China)
Abstract ： In recent years, with the rapid development of social economy, computer information technology has also been rapid development, and has been gradually applied to various fields. Internet of things technology is closely related to people's daily life. In the process of practical application, the problem of information security is becoming more and more prominent. With the gradual improvement of people's awareness of information security and privacy protection, IOT technology is also facing severe challenges in the process of practical application and development. Internet of things technology mainly refers to the effective integration of various information transmission equipment and the Internet, thus forming a huge network coverage. Information security of the Internet of things will have a direct impact on the stable development of the entire Internet of things industry. Therefore, data information and privacy protection are the key points in the application and development process of the Internet of things technology, and are also one of the main problems to be solved urgently at present, which must be attached great importance to. This paper describes the security problems existing in the practical application of the Internet of things, and further discusses the security architecture and key technologies of the Internet of things, which has an important guiding role in further improving the information security system of the Internet of things.
Keywords: Internet of Things; Security architecture; The key technology
0引言新世纪以来，国民经济稳步增长，互联网信息技术更新 与发展的速度不断加快，并且逐渐渗透进人们生活中的方方 面面，为人们带来了极大的便捷。

物联网技术作为一种新兴 的智能化技术，对各个领域的发展产生了极大的影响，其重 要性不言而喻。

物联网属于大型的网络枢纽，主要以互联网 技术为基础，对各种类型的信息传感设备进行有效整合，从
而实现万物联网的最终目标，是互联网技术的又一大突破。

随着物联网技术的应用范围不断扩大，物联网信息安全 问题也越来越突出，备受社会各界的广泛关注。

只有不断地 完善与优化物联网信息安全架构，才能够促进物联网产业的 稳定发展。

物联网属于一种异构融合性的网络，除了人们的 作者简介：虞尚智（1976—）,男，四川荣县人，本科，讲师。

研究方向:网络架构、物联网、信息安全。

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China Computer&Communication 信息安全与管理
2020年第22期
信息安全保护存在风险之外，传感器网络安全问题也应当引起高度重视。

基于此，本文对物联网的安全需求与安全威胁进行了深入分析，并进一步探讨了物联网安全架构及关键技术，希望可以为相关从业人员提供借鉴。

1物联网的安全需求
随着物联网技术的应用范围进一步扩大，网络的信息安全与隐私保护逐渐受到人们的广泛关注。

网络与信息安全应当保障信息数据的完整性与机密性，网络技术与服务范围逐渐扩大的同时，网络信息安全问题也越来越突出，与此同时，各类安全防护技术也得到了快速发展，如防火墙技术、各类入侵检测系统等。

物联网技术的起步相对较晚，目前在实际应用中处于初始阶段，基础理论知识有待提升，关键技术仍需进一步完善，而互联网与移动通信网络相比较，存在一定的差异性，也使得物联网存在很多网络安全问题。

网络信息隐私保护是物联网信息机密性的重要体现，也是人们所关注的重点问题E。

例如，在物联网中，获取终端位置信息便是主要的信息资源获取方式，敏感信息是需要采取相应的措施进行有效保护的。

数据信息在处理过程中，自然也会涉及隐私保护等问题，如数据挖掘、获取等行为。

因此,建立相应的访问控制机制与系统，对物联网中的信息传输、采集以及查询等相关操作进行有效控制，不会因为个人隐私以及他人秘密泄露，从而导致对个人隐私造成一定的伤害。

信息的加密与保护，是保障信息数据安全的重要手段，物联网具有多源异构性的特征，也导致管理的难度大幅度增加。

物联网信息数据的完整性与可用性在物联网的整个数据传输与流通过程中都可能会受到影响，网络入侵、攻击等都可能对信息数据的完整性以及可用性产生不同程度的影响和破坏。

再者，在物联网感知互动过程中，对于网络的稳定性与可靠性要求也比较高。

物联网技术在实际应用过程中，覆盖范围广阔，和其他诸多领域都有着密切的关联，同时也与相关物理设备存在一定的联系，因此要想最大程度上保障网络的稳定性与可靠性，互联网的稳定性是基础，网络应当保持连通性，避免在互联网使用过程中出现电子邮件经常丢失等相关问题，否则对于物品的进库与出库无法做到准确检测。

所以，物联网的安全性也能够充分体现出网络环境以及实际应用需求的多样化特点，网络规模在不断扩大的同时，数据信息的处理量也在不断增加，控制决策工作将会变得更加复杂，对网络信息安全防护工作提出了更加严峻的挑战P]o
2物联网的安全架构
2.1信息采集安全层
在信息采集过程中，为避免信息数据处于被攻击的状态，通常会采取相应的措施进行保障。

感知安全技术的实际应用，除了涉及密码技术以及高速密码芯片之外，同时也会应用在PKI密钥基础设施中。

2.2物理安全层
在物联网安全架构中，物理安全层也是至关重要的部分,在信息采集过程中，如果不能对节点进行有效控制将会产生严重的后果。

2.3信息传输与处理安全层
物联网信息在传输过程中，对于数据的真实性与机密性往往要求比较高，且应当保障数据的可用性及完整性。

针对网络通信安全基础保障，要对传输层的安全进行严格把控，使得传输层与安全技术有效融合，充分利用无线网提升防火墙的安全性。

随着云计算的快速发展与完善，信息处理安全层不仅能够对信息进行存储与安全处理，还可对相关内容进行具体分析，通过加强攻击监测与防护，从而达到战略性预警保障的目的叫
2.4信息运用安全层
信息安全保护是非常重要的环节，加强信息安全性与私密性保护，是保障个人隐私的重要基础。

为了达到保障信息安全应用的目的，应当加强对身份认证的审核以及控制。

3物联网安全的关键技术
物联网属于多种网络类型相互融合的一种新型网络，物联网安全同时也会涉及各个网络。

在诸多网络系统中，安全技术的应用范围极其广泛，尤其是互联网安全一直以来都备受人们的广泛关注。

对于感知网络而言，因为资源存在一定的局限性，且进行安全研究的难度也比较大，本文主要针对传感网中的相关安全问题进行深入分析[4]o
3.1密钥管理机制体系
在物联网安全管理与防护过程中，密钥系统是非常重要的基础部分，也是逐步实现感知信息安全保护的重要方式。

互联网由于不会受到资源计算等方面的限制级影响，对称或者非对称密钥系统都能够适用。

移动通信网属于集中式管理的网络，无线传感器网络会受到资源计算的限制，因此对于密钥系统的要求会更高。

所以，当前物联网密钥管理系统存在以下问题：第一，还没有构建统一的密钥管理系统，不符合物联网的体系架构；第二，传感器网络密钥管理问题有待解决，包括密钥的更新、分配等问题叫
统一化密钥管理系统主要包括以下方式。

第一，互联网作为一种新型的集中化管理模式，互联网的密钥分配中心包含物联网的所有密钥管理，当传感器网络被接入互联网中，密钥中心以及传感器网络之间会发生交互，从而对网络节点进行管理。

第二，在以网络为中心的管理模式下，对于汇聚点的要求是非常高的，虽然能够采用簇头形成不同层次的网络结构，但是簇头之间以及汇聚节点间要完成密钥协商，因为簇头选择算法会消耗能量，使得传感器网络密钥管理逐渐成为当前急需解决的关键问题[6]o
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在设计无线传感器网络密钥管理系统的过程中，很容易 会受到自身特点及特殊性的影响，所以在设计需求方面有着 很大的区别，同时也与不受限制的无线网络之间存在极大的 不同，因此要全面考虑网络传感节点以及无线传感器的限制 以及网络特征。

其安全需求主要体现在以下方面：生成密钥 以及更新算法，从而体现其安全性、私密性以及可扩展性； 针对实际需求，在对密钥进行管理过程中，基于对称以及非 对称密钥系统的方法，在管理系统以及分配方式等方面，将 其分为密钥分配方式、预分配方式以及分簇方式等。

与非对 称密钥系统相比，对称密钥系统在复杂计算方面拥有非常明 显的优势，但是密钥管理以及安全性等方面依然存在诸多不 足，如节点不够灵活、相邻节点认证比较困难，导致无法实现。

尤其在物联网大环境下，如何促进不同网络密钥管理系统之 间的有效融合是当前急需解决的重点问题，基于圆曲线密码 体制的公钥密码系统是当前无线传感器网络密钥管理的重 点，且备受关注，拥有广阔的应用前景以及相应的理论价值。

3.2安全路由协议物联网路由会涉及多种网络类型，如基于IP 地质的网 络路由协议、基于传感网络的算法以及基于移动通信网的算 法，所以应当及时解决多网融合路由问题与传感器网络路由 问题。

当前，现有的多种无线传感器网络路由协议，其主要 的设计目标往往是以最小计算、通信以及存储完成数据传输, 但是并未充分考虑相关的安全问题。

在实际操作过程中，无 线传感器的计算能力、节点以及存储容量相对有限，且大多 部署在野外，从而导致其容易遭到各种攻击巾。

4结语随着科学技术的快速发展，物联网技术的应用范围也进 一步扩大，网络信息安全也备受社会各界的广泛关注，物联 网想要实现安全稳定发展，就必须针对其安全需求，切实做 好安全架构设计与完善。

在突破传感器网络资源局限性的同 时，还应当加大传感器网络安全深入分析和研究，并加大隐 私保护力度，从而最大程度上保障物联网的应用安全性与稳 定性，为我国物联网领域的可持续发展奠定良好的基础。

参考文献[1] 马亚蕾.物联网安全架构及关键技术研究[J].电子制 作,2017(11):84-85.[2] 王欢.物联网安全架构及关键技术研究[J].自动化与 仪器仪表,2016(8):80-81.
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