物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全分析與建議

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的，實(shí)現人與人、人與物、物與人全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )。其概念一經(jīng)提出，得到了各國政府、科研機構以及各類(lèi)企業(yè)的大力推廣和積極發(fā)展。感知層作為物聯(lián)網(wǎng)信息獲取的主要來(lái)源，其信息安全問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所面臨的首要問(wèn)題。對物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息獲取方式以及存在的安全威脅進(jìn)行了研究，并對現有的安全防護機制進(jìn)行了分析和總結。最后，針對感知層目前存在的信息安全問(wèn)題及其技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出了相應的應對建議措施。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；感知層；信息安全；建議

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)是以感知為核心的物物互聯(lián)的綜合信息系統，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
自物聯(lián)網(wǎng)概念出現以來(lái)，其內涵得到了不斷的發(fā)展和豐富。雖然目前業(yè)界關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義有多種，但其內涵大致相同，普遍認為物聯(lián)網(wǎng)應具備三個(gè)基本特征：全面感知，可靠傳輸和智能處理。
從系統結構的角度看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三個(gè)層次：感知層、傳輸層和應用層。感知層處于整個(gè)體系的最底層，由大量具有感知和識別功能的設備組成，用于感知和識別物體，收集環(huán)境信息。傳輸層位于整個(gè)體系的中間位置，包括各個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )形成的融合網(wǎng)絡(luò )，該部分被普遍認為是最成熟的部分。應用層位于整個(gè)體系的最上層，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)相結合，通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )層發(fā)送的信息進(jìn)行存儲、挖掘、處理和應用，實(shí)現廣泛智能化應用的解決方案集成。
從信息交互互聯(lián)的角度看，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)將真正實(shí)現個(gè)人從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)到物物之間從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)互聯(lián)的擴展，進(jìn)而將大量的暴露在公共場(chǎng)所中的信息傳輸到網(wǎng)絡(luò )層和應用層。這種暴露在公共場(chǎng)所中的信息如果缺乏有效的保護措施，很容易被非法監聽(tīng)、竊取、干擾。尤其是在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的高級階段，物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的實(shí)體均具備一定的感知、計算和執行能力，廣泛存在的這些感知設備如果被非法破壞或者被操控，將會(huì )對國家基礎、社會(huì )和個(gè)人信息安全都造成新的威脅。因此，物聯(lián)網(wǎng)的信息安全問(wèn)題是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題。
感知層作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎，負責感知、收集外部信息，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的信息源。因此，感知層數據信息的安全保障將是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全的基礎，本文將重點(diǎn)探討分析物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息安全問(wèn)題，并給出相應的應對建議措施。

1 物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全分析
感知層由具有感知、識別、控制和執行等能力的多種設備組成，采集物品和周?chē)h(huán)境的數據，完成對現實(shí)物理世界的認知和識別。感知層感知物理世界信息的兩大關(guān)鍵技術(shù)是射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sensor Networ k，WSN)技術(shù)。因此，探討物聯(lián)網(wǎng)感知層的數據信息安全，重點(diǎn)在于解決RFID系統和WSN系統的安全問(wèn)題。
RFID技術(shù)是一種通過(guò)射頻通信實(shí)現的非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)?；赗FID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)感知層結構如圖1所示：每個(gè)RFID系統作為一個(gè)獨立的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入到網(wǎng)絡(luò )層。因此，該系統架構下的信息安全依賴(lài)于在于單個(gè)RFID系統的信息安全。

RFID系統面臨的安全風(fēng)險主要有以下幾種：
(1)信息泄露：在末端設備或RFID標簽使用者不知情的情況下，信息被讀取(信息隱私泄露)。
(2)追蹤：利用RFID標簽上的固定信息，對RFID標簽攜帶者進(jìn)行跟蹤(地點(diǎn)隱私泄露)。
(3)重放攻擊：攻擊者竊聽(tīng)電子標簽的響應信息并將此信息重新傳給合法的讀寫(xiě)器，以實(shí)現對系統的攻擊。
(4)克隆攻擊：克隆末端設備，冒名頂替，對系統造成攻擊。
(5)信息篡改：將竊聽(tīng)到的信息進(jìn)行修改之后再將信息傳給原本的接收者。
(6)中間人攻擊：指攻擊者偽裝成合法的讀寫(xiě)器獲得電子標簽的響應信息，并用這一信息偽裝成合法的電子標簽來(lái)響應讀寫(xiě)器。這樣，在下一輪通信前，攻擊者可以獲得合法讀寫(xiě)器的認證。