物联网最后一节课

主题：

物联网安全挑战与防护机制

概要：

物联网面临设备数量庞大、终端算力差异、数据量大等安全挑战，需构建覆盖感知层、传输层和处理层的系统性安全框架，保障数据机密性、完整性、真实性和容错性。

1.物联网面临的安全挑战主要包括海量设备带来的安全风险、终端设备计算能力差异导致安全措施难以统一实施，以及数据量巨大使得整体系统安全性难以保障。即使各层安全得到保证，跨层协作问题仍可能导致安全隐患。

 

2.物联网系统的安全需求涵盖物理安全、数据采集安全、信息传输安全和数据处理安全，目标是实现数据的机密性、完整性、真实性及网络容错性。例如，机密性确保敏感数据不被泄露，完整性防止数据被篡改或截取部分内容。

 

3.感知层安全涉及传感器节点的物理防护、数据采集过程的安全以及无线传感器网络中的密钥管理问题。由于传感器节点可能被非法获取或控制，且易受DoS攻击，因此需要强化密钥管理和通信机制的安全性。

 

4.物联网设备在资源受限的情况下难以支持高复杂度的安全算法，如区块链挖矿所依赖的高强度计算验证机制无法在便携式设备上运行。这要求安全协议必须兼顾效率与低能耗，避免因负载过高导致设备过早耗尽电能。

 

5.RFID技术面临的主要安全威胁包括非法跟踪、个人信息窃取、系统运行扰乱以及标签伪造或克隆。这些风险可能导致用户身份、位置和卡片内容等隐私信息暴露，并影响相关系统的正常运作。

 

6.为保护RFID系统安全，可采用物理安全机制（如电子屏蔽、阻塞标签、可分离天线设计）和逻辑安全机制（如加密、临时ID、哈希锁）。但这些方法各有局限，例如屏蔽会降低使用便捷性，主动干扰可能影响其他合法设备。

 

7.无线传感器网络的安全目标包括机密性、完整性、可用性、新鲜性、不可否认性和认证性，需通过密钥管理、安全路由、入侵检测等技术实现。其中新鲜性强调数据不仅传输延迟低，还需持续更新以保持时效性。

 

8.移动终端面临恶意软件、隐私泄露等问题，现有防护技术包括防火墙、反病毒软件和隐私保护功能。这些措施可监控流量、拦截未授权活动、识别骚扰电话并实时扫描恶意程序。

 

9.密码学在物联网传输安全中起核心作用，主要分为对称加密（如流密码、分组密码）和非对称加密（如RSA算法）。对称加密使用相同密钥进行加解密，而非对称加密则通过公钥加密、私钥解密的方式提升密钥传递安全性。

 

10.RSA加密算法基于大整数质因数分解的困难性，通过选择两个大素数生成公钥和私钥，实现数据的安全传输。即使公钥和模数公开，攻击者也难以在合理时间内分解出原始素数，从而保障了解密过程的安全性。