物联网信息安全

物联网信息安全

和关键技术以及应用前景

摘要：物联网被视为继计算机、互联网和移动通信网络之后的第三次信息产业浪潮，因其广阔的行业应用前景而受到了各国政府的重视。本文首先介绍了物联网的概念及其演进历程，然后分析了物联网的架构体系和信息安全问题以及关键技术，并具体分析了如何解决安全问题，介绍了射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等，最后以智能电网、智能交通、物流管理等应用案例说明了物联网广泛的应用前景。

关键词：物联网；安全结构；关键技术；应用前景

Network Security, Key Technology

And Application Prospect of the Internet of Things

Han Meimiao

（School of Automation, Xi’an University of Technology, Xi’an 710077, China）Abstract:The internet of things (IoT) is seen as the third wave of the information industry after the computer, internet and mobile communication network. IoT has been paid more and more attention by the many countries because of its application prospect. This paper introduces the concept of loT and its evolution. It also describes the system structure, the network security problem and the key technologies of IoT. Then the paper analyzes how to do with the problem , introducing RFID, wireless sensor, the communication network and the computing of data transmission. The application prospect of IoT were illustrated by its use in smart grid, intelligent transportation and logistics management. Key words: internet of things; key technology; application prospect.

Key words: internet of things; security architecture; key technology; application prospect

1．引言

物联网是对当今各种新技术、新理念的高度融合，它打通了电子技术、自动化技术、通信技术、生物技术、机械技术、材料技术等以往关联不大的技术之间的通道，使得这些技术真正融合为一个整体，从而实现了通信从人与人向人与物、物与物的拓展。物联网行业应用需求广泛，潜在市场规模巨大。据美国独立市场研究机构Forrester 预测，到2020年，物联网业务与现有互联网业务之比将达到30：1，物联网将成为全球下一个万亿元级规模的新兴产业。世界各国政府都看好物联网的产业前景，把发展物联网纳入国家整体信息化战略，将其提升到国家发展战略层面。比如，美国奥巴马总统积极回应IBM 提出的“智慧地球”战略，欧盟提出了“物联网行动计划”（Internet of Things—An Action Plan for Europe），日本提出了“U-Japan”计划，韩国提出了“U-Korea”计划等等。2010 年3月5日，温家宝总理在《政府工作报告》中也提出：“加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。［1］”目前物联网技术发展已被列入我国国家级重大科技专项。可以肯定，随着物联网在国家基础设施、自然资源、经济活动、医疗等方面的广泛应用，物联网的安全问题必然上升到国家层面。代表了下一代信息技术发展方向的物联网，将会像互联网一样成为全球经济发展的又一个驱动器，带领全球经济走出危机。

2 .物联网的概念及其演进历程

2.1 物联网的概念

目前，关于物联网（Internet of things）还没有统一的标准定义。笼统来说，物联网就是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。具体来说，物联网就是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

由上述定义我们可以发现，物联网具有三个方面的重要特征：

（1）互联网特征。物联网是解决物与物、人与物之间通信的网络形态，它是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络，尽管终端多样化，但其基础和核心仍然是互联网。

（2）识别与通信特征。纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通

信（M2M）的功能；通过在各种物体上植入微型感应芯片，使任何物品都可以变得“有感受、有知觉”。物联网的这一神奇功能是互联网所不具备的，它主要依靠一种名为射频识别的技术来实现。

（3）智能化特征。网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

另外，物联网可用的基础网络有很多，根据其应用需要可以用公网也可以用专网，通常互联网被认作是最适合作为物联网的基础网络。

2.2 物联网概念的演进历程

其实，物联网并非一个崭新的概念，而是已经拥有了十多年的技术发展历史，如今的力量爆发是物联网核心技术无线通信技术成熟发展并规模化商用的必然结果。

文献表明，比尔·盖茨于1995年在《未来之路》一书中就已经提出了物联网的理念，盖茨在书中写道：“袖珍个人计算机普及之后，困扰着机场终端，剧院以及其他需要排队出示身份证或票据等地方的瓶颈路段就可以被废除了。比如，当你走进机场大门时，你的袖珍个人计算机与机场的计算机相联就会证实你已经买了机票。开门你也无需用钥匙或磁卡，你的袖珍个人计算机会向控制锁的计算机证实你的身份。[2]”受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展水平，尽管物联网的形态已经存在，但没有成为信息技术的主流，所以物联网的概念并未引起业界的重视。

物联网的概念于1999年由美国麻省理工大学的Kevin Ashton教授提出。2005年欧洲EPOSS发布的“ITU欧洲互联网报告2005：物联网”[3]将物联网列为热点研究内容。随后，该组织于2008年5月发布了“2020年欧洲物联网规划”

[4]该规划主要针对基于RFID的物联网技术进行了阐述和规划，重点指出了物联网在零售、后勤保障、医药行业、食品行业、健康、智能家居和智能交通等领域的巨大应用潜力。2009年9月该组织又发布了物联网发展路线图[1]，进一步描述了物联网的定义以及涉及的技术领域。该发展路线图将“物”的含义作了进一步的拓展，即从原来的RFID拓展到了传感器、执行器以及一些虚拟“物体”。而美国则分别进行无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSN）与RFID的相关研究，学术界和标准组织也逐渐关注大规模WSN以及WSN中的信息互操作等内容。日本与韩国分别提出了自己的物联网相关计划，如日本的U-Japan[5,6]。和韩国的U-Korea[7]。中国也积极推进物联网的应用，于2006布了“RFID技术政策白皮书”[14。与此同时，还将物联网应用列入“国家中长期科