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中國的物聯(lián)網(wǎng)安全:技術(shù)發(fā)展與政策建議
來源：未知 日期：2016-10-14 點(diǎn)擊：次
物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，被稱為信息技術(shù)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)無論在技術(shù)方面還是在產(chǎn)業(yè)方面都得到空前發(fā)展。相比全球情況，物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展異常迅速，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面，中國位居世界前列。但是，如果物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全問題解決不好，將影響到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。本文首先分析物聯(lián)網(wǎng)安全研究的背景和意義，介紹國內(nèi)外在物聯(lián)網(wǎng)方面的發(fā)展情況和重視程度，闡述國內(nèi)的技術(shù)短板、國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持等情況，然后分析物聯(lián)網(wǎng)安全問題和技術(shù)挑戰(zhàn)，從技術(shù)方面提出一些新觀點(diǎn)，最后提出一些技術(shù)發(fā)展思路和政策建議，希望能為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展提供一些有用的參考。
武傳坤，中國科學(xué)院信息工程研究所研究員，北京匡恩網(wǎng)絡(luò)科技有限責(zé)任公司智能安全工業(yè)研究院副院長。研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)空間安全。主要著作有《物聯(lián)網(wǎng)安全基礎(chǔ)》《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論》《物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)》等。
物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新階段，它可以通過各種終端設(shè)備獲取對(duì)物理世界的感知信息，通過多種網(wǎng)絡(luò)將海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行模缓筮M(jìn)行智能處理，使人們可以在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)，獲取任何自己權(quán)限范圍內(nèi)終端設(shè)備的有關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)虛擬世界和物理世界的有機(jī)結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)發(fā)展的第三次浪潮，將成為未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和科技創(chuàng)新等最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，給中國在這一新領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來很大的挑戰(zhàn)。
在信息技術(shù)第一次浪潮來臨時(shí)，即電腦時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)質(zhì)性地解放了人們的腦力勞動(dòng)，那時(shí)國內(nèi)的技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美發(fā)達(dá)國家。在信息技術(shù)的第二次浪潮來臨時(shí)，即互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的異地共享，那時(shí)國內(nèi)的技術(shù)水平只能緊跟歐美發(fā)達(dá)國家。在今天的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我國與歐美發(fā)達(dá)國家相比，雖然整體上還有差距，但差距已遠(yuǎn)小于之前的信息技術(shù)革命時(shí)代。總體上說，各個(gè)國家都站在與歐美發(fā)達(dá)國家基本相同的起點(diǎn)，因此只有奮起向前，才有機(jī)會(huì)位居世界前列，在國際科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域爭得更大的話語權(quán)和市場份額。其實(shí)，任何一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用都存在同樣的問題，無論超前發(fā)展，還是跟隨性發(fā)展，都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。超前發(fā)展的缺點(diǎn)是，沒有別人的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，在發(fā)展過程中難免會(huì)遇到技術(shù)難題，走很多彎路，浪費(fèi)很多人力物力；但優(yōu)點(diǎn)是，在發(fā)展過程中會(huì)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，優(yōu)先占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)市場（可能還包括國際市場），積累更多創(chuàng)新性自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在國際舞臺(tái)有更多的話語權(quán)。跟隨性發(fā)展的缺點(diǎn)在于核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)是別人的，主要市場被別人占據(jù)，在國際舞臺(tái)上很難爭得話語權(quán)；但優(yōu)點(diǎn)是少走彎路，減少浪費(fèi)。中國根據(jù)自己的情況，決定走超前發(fā)展的道路。
我們看到，從“十二五”規(guī)劃到“十三五”規(guī)劃，國家制定了許多物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的優(yōu)惠政策，也拿出大量專用資金，支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖然某些方面的發(fā)展小于預(yù)期，但必須看到，我們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)方面的發(fā)展是突出的，物聯(lián)網(wǎng)示范產(chǎn)業(yè)基地的建設(shè)更是突飛猛進(jìn)。
雖然物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都在快速發(fā)展，但物聯(lián)網(wǎng)的安全問題卻日趨明顯。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將虛擬世界與物理世界結(jié)合在一起，通過虛擬世界的數(shù)字信息就可以控制物理世界的關(guān)鍵設(shè)備甚至基礎(chǔ)設(shè)施，因此物聯(lián)網(wǎng)的安全問題所造成的危害比信息系統(tǒng)安全問題造成的危害更大。這里我們通過一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)入侵攻擊案例來說明物聯(lián)網(wǎng)安全問題的重要性。2015年12月23日下午，烏克蘭首都基輔部分地區(qū)和烏克蘭西部的140萬名居民突然發(fā)現(xiàn)家中停電。造成這次停電的原因是電網(wǎng)遭到了黑客攻擊。黑客首先操作惡意軟件將電力公司的主控電腦與變電站斷開，隨后又在系統(tǒng)中植入病毒，讓電腦全體癱瘓。與此同時(shí)，黑客還對(duì)電力公司的電話通訊進(jìn)行了干擾，導(dǎo)致受到停電影響的居民無法和電力公司進(jìn)行聯(lián)系。
烏克蘭電網(wǎng)事件似乎離我們很遙遠(yuǎn)，其實(shí)通過病毒或黑客入侵造成工業(yè)設(shè)施損壞的事件在我們身邊也頻繁發(fā)生，而且近幾年呈增長趨勢。一些攻擊手段表現(xiàn)出專業(yè)化團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)的特征，各個(gè)國家也都提高了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全防范意識(shí)，特別是在今天的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)入侵攻擊所造成的后果，遠(yuǎn)不是竊取信息本身那么簡單，而是造成物理設(shè)施的破壞。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場飛速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)安全問題日益嚴(yán)重的矛盾，物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的發(fā)展又將如何進(jìn)行？相關(guān)政策的制定對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的發(fā)展將起到至關(guān)重要的引導(dǎo)作用。
物聯(lián)網(wǎng)的概念與內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)概念的提出有多種來源，但最早以物聯(lián)網(wǎng)為題的年度報(bào)告應(yīng)該是國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布年度報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。物聯(lián)網(wǎng)的概念提出之后，很多學(xué)術(shù)研究也很快在該領(lǐng)域開展，僅在2008年，就出現(xiàn)了以物聯(lián)網(wǎng)為專題的國際學(xué)術(shù)會(huì)議、專著和系列論文等。2009年，時(shí)任總理溫家寶視察無錫時(shí)提出感知中國概念，將國內(nèi)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的重視程度推向一個(gè)高潮。
從技術(shù)上，物聯(lián)網(wǎng)就是通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，主要是互聯(lián)網(wǎng)，將物理世界的傳感器等設(shè)備連接起來，其目標(biāo)是使任何人在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)都有能力跟任何物理設(shè)備進(jìn)行通信。換句話說，物聯(lián)網(wǎng)是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)與物理設(shè)施的有機(jī)結(jié)合，是虛擬世界向現(xiàn)實(shí)物理世界的一種延伸。這種延伸改變了虛擬世界以信息為目標(biāo)的保護(hù)手段，因此稱為第三次信息技術(shù)浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)沒有具體定義，經(jīng)過幾年的討論與論證，現(xiàn)在無論學(xué)術(shù)界還是產(chǎn)業(yè)以及政府管理部門，都基本接受如下的描述：物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)包括三個(gè)邏輯層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、處理應(yīng)用層。感知層由傳感器和RFID等設(shè)備組成，包括傳感器節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)（也稱感知層網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)），以及在感知層進(jìn)行短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)，其任務(wù)是采集周圍物理環(huán)境的信息，包括自身身份信息（對(duì)RFID標(biāo)簽來說），并將感知數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳；網(wǎng)絡(luò)傳輸層的任務(wù)是將這些感知數(shù)據(jù)通過傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的處理中心；處理應(yīng)用層則對(duì)收到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理，提供給用戶使用。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層就是我們傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最終連接形式還是通過互聯(lián)網(wǎng)，因此傳輸層是以互聯(lián)網(wǎng)為核心的通信網(wǎng)絡(luò)。處理應(yīng)用層實(shí)際是數(shù)據(jù)處理中心，當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)，能夠支撐大數(shù)據(jù)處理的（物聯(lián)網(wǎng)中強(qiáng)調(diào)智能處理）一般是云計(jì)算平臺(tái)，因此物聯(lián)網(wǎng)的處理應(yīng)用層一般指云平臺(tái)，包括公有云和私有云。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸層和處理應(yīng)用層都屬于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)中的組成部分，所不同的是規(guī)模上較傳統(tǒng)信息系統(tǒng)有更高的要求，例如傳輸更可靠、處理更智能等。而物聯(lián)網(wǎng)的感知層才是區(qū)別傳統(tǒng)信息系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的根本要素，也是將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)物理世界相結(jié)合的關(guān)鍵部分。后面我們會(huì)談到，在物聯(lián)網(wǎng)安全問題上，感知層的安全問題是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全的技術(shù)瓶頸。
為了更好地理解什么是物聯(lián)網(wǎng)，我們看一下一種典型的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用：智能家居系統(tǒng)，如圖1所示。
在智能家居系統(tǒng)中，有很多的傳感器，用于感知室內(nèi)溫濕度、光照、噪音、有害氣體（如燃?xì)鈾z測）、設(shè)備狀態(tài)（如冰箱內(nèi)溫度）、電子開關(guān)（如家用電器開關(guān)、照明燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等）、視頻監(jiān)控等，這些設(shè)備將感知數(shù)據(jù)（包括電子開關(guān)的狀態(tài)信息）通過一個(gè)與互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接的家庭網(wǎng)關(guān)（即數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)）上傳到運(yùn)營商的一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，運(yùn)營商的數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果發(fā)給用戶終端（如智能手機(jī)），這就完成了數(shù)據(jù)上傳和應(yīng)用過程。另一方面，用戶可以對(duì)傳感器進(jìn)行控制，例如從用戶終端發(fā)送指令，該指令通過運(yùn)營商的數(shù)據(jù)平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)傳給用戶的家庭網(wǎng)關(guān)，然后家庭網(wǎng)關(guān)將該指令發(fā)送給具體的傳感器設(shè)備，該指令可以控制傳感器設(shè)備，也可以控制開關(guān)設(shè)備。這就是一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。其他物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)還有很多類似系統(tǒng)，包括智能電網(wǎng)、智能管網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能交通、智能農(nóng)業(yè)、智能工業(yè)等等，這些不同應(yīng)用領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在架構(gòu)上有很大的相似之處。
中外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展政策比較
隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，特別是信息采集、傳輸技術(shù)及高性能計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，大規(guī)模發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的時(shí)機(jī)日趨成熟，歐美等發(fā)達(dá)國家將物聯(lián)網(wǎng)視為未來發(fā)展的重要領(lǐng)域。2009年以來，美歐日等發(fā)達(dá)國家紛紛提出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略、規(guī)劃、核心技術(shù)及產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，以期在新一輪的信息化浪潮中占得先機(jī)。
2008年，美國提出“智慧地球”的概念，奧巴馬表示要將其作為今后的重要發(fā)展方向。從本質(zhì)上看，“智慧地球”的概念與物聯(lián)網(wǎng)的概念在內(nèi)涵上是一致的。2015年，美國政府宣布投入1.6億美元推動(dòng)智慧城市計(jì)劃，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用試驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)作為首要任務(wù)。
歐盟早在2006年就成立工作組，專門進(jìn)行RFID技術(shù)研究，并于2008年發(fā)布《2020年的物聯(lián)網(wǎng)——未來路線》。2009年6月，歐盟委員會(huì)發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)——歐洲行動(dòng)計(jì)劃》，提出了包括監(jiān)管、隱私保護(hù)、芯片、基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)等在內(nèi)的14項(xiàng)框架內(nèi)容，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展以及重點(diǎn)研究領(lǐng)域給出了明確的路線圖。2015年，歐盟成立了橫跨歐盟及產(chǎn)業(yè)界的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新聯(lián)盟（AIOTI），投入5000萬歐元，通過咨詢委員會(huì)和推進(jìn)委員會(huì)統(tǒng)領(lǐng)新的“四橫七縱”體系架構(gòu)，將包括原有IERC、地平線2020在內(nèi)的11個(gè)工作組納入旗下，統(tǒng)籌原本散落在不同部門和組織的能力資源，協(xié)同推進(jìn)歐盟物聯(lián)網(wǎng)整體跨越式創(chuàng)新發(fā)展。歐盟計(jì)劃2016年投入超過1億歐元支持物聯(lián)網(wǎng)大范圍示范和未來物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)領(lǐng)域研究。
日本是較早啟動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的國家之一。從20世紀(jì)90年代中期以來，日本政府相繼制定了多項(xiàng)國家信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，有序地開展了大規(guī)模的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2001年1月，日本開始實(shí)施“e-Japan”戰(zhàn)略，以寬帶化為核心開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括盡快普及高速通信網(wǎng)絡(luò)，制定有關(guān)電子商務(wù)的法律法規(guī)，實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)平臺(tái)，為日本下一個(gè)十年的經(jīng)濟(jì)振興提供高素質(zhì)的人才等措施。2004年5月，日本政府在完成“e-Japan”戰(zhàn)略目標(biāo)的基礎(chǔ)上，由日本信息通信產(chǎn)業(yè)的主管機(jī)關(guān)總務(wù)省（MIC）向日本經(jīng)濟(jì)財(cái)政咨詢會(huì)議正式提出了2006至2010年間的IT發(fā)展任務(wù)——以發(fā)展Ubiquitous社會(huì)為目標(biāo)的“u-Japan”戰(zhàn)略，即到2010年，將日本建設(shè)成一個(gè)“隨時(shí)、隨地、任何物體、任何人均可連接的泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”，該戰(zhàn)略的理念是以人為本，實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間的連接。因此，“u-Japan”的目標(biāo)實(shí)際就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。2009年7月，日本IT戰(zhàn)略本部發(fā)布了新一代的信息化戰(zhàn)略——“i-Japan”戰(zhàn)略，其目標(biāo)是到2015年實(shí)現(xiàn)以國民為中心的數(shù)字化社會(huì)，參與解決全球性的重大問題，提升國家的競爭力，確保日本在全球的領(lǐng)先地位。因此在不長的時(shí)間內(nèi)，日本實(shí)現(xiàn)了從“e-Japan”到“u-Japan”，又到“i-Japan”戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，致力于為日本構(gòu)建一個(gè)個(gè)性化的物聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)體系。
韓國早在2004年就提出了“u-Korea”戰(zhàn)略。2009年10月，韓國政府又頒布了《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃》，將物聯(lián)網(wǎng)市場確定為新增長動(dòng)力，確定了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、營造物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)散環(huán)境等4大領(lǐng)域、12項(xiàng)詳細(xì)課題，并提出到2012年實(shí)現(xiàn)“通過構(gòu)建世界最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，打造未來廣播通信融合領(lǐng)域超一流ICT（信息通信技術(shù)）強(qiáng)國”的目標(biāo)。2015年起，韓國未來科學(xué)創(chuàng)造部和產(chǎn)業(yè)通商資源部將投資370億韓元用于物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)以及MEMS傳感器芯片、寬帶傳感設(shè)備的研發(fā)，還有123億韓元的投資來自韓國的私營企業(yè)。
我國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面發(fā)展相對(duì)較晚，但近年來的發(fā)展速度驚人。早在2009年，國務(wù)院發(fā)展研究中心就聯(lián)合中科院組成研究團(tuán)隊(duì)，撰寫中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告。經(jīng)過近半年的調(diào)研分析，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在技術(shù)方面，中國已經(jīng)基本具備全面發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。在資金方面，中國近年來GDP的連續(xù)高增長也為發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)奠定了良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。在人才方面，國家也需要制定政策，鼓勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)方面人才的培養(yǎng)。到目前為止，全國各地的物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也快速增加，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、專利、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品等都在快速增長。伴隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)大，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系日趨完善，集聚發(fā)展態(tài)勢明顯。目前我國已經(jīng)初步形成了覆蓋芯片和元器件、設(shè)備、軟件、系統(tǒng)集成、電信運(yùn)營、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，形成了長三角、珠三角、環(huán)渤海和中西部四大物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展區(qū)，在無錫、重慶、杭州建立了三個(gè)國家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地。國家對(duì)智慧城市的建設(shè)政策能更好地運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新一代信息技術(shù)，促進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式。目前，我國一半以上城市在建的“智慧城市”規(guī)劃，其主要應(yīng)用項(xiàng)目依次為公共安全、交通、醫(yī)療、社區(qū)、環(huán)保、地下管網(wǎng)監(jiān)測、水務(wù)、教育等，這些應(yīng)用均以自動(dòng)感知為基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集為手段、智能控制為核心、精細(xì)管理和服務(wù)提升為目的，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合集成應(yīng)用。
我國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面也在不斷進(jìn)步和創(chuàng)新。例如，中國信息通信研究院牽頭制定了國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-TY.2068《物聯(lián)網(wǎng)功能框架與能力》，該標(biāo)準(zhǔn)于2015年3月正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)主要明確了物聯(lián)網(wǎng)功能架構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)能力等內(nèi)容。中國信息通信研究院與歐盟還共同發(fā)布了《中歐物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)比較研究報(bào)告》《中歐物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)白皮書》，正在推進(jìn)《中歐物聯(lián)網(wǎng)語義白皮書》的合作編制和物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)新趨勢的合作研究。無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院和工信部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等聯(lián)合推進(jìn)完成ISO/IEC30141立項(xiàng)，即物聯(lián)網(wǎng)“六域”模型。該模型從業(yè)務(wù)功能的角度對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分解，提出了一致性的系統(tǒng)分解模式和開放性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)框架。華為等眾多企業(yè)已推出以智能手機(jī)為核心的智能家居解決方案，華為公司也在積極推動(dòng)窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IOT在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化研制工作。2015年7月，華為和中國聯(lián)通合作開展了全球首個(gè)LTE-M蜂窩物聯(lián)網(wǎng)CIoT（Cellular Internet of Things）的技術(shù)演示。
但是，應(yīng)該承認(rèn)，在整體技術(shù)水平方面，特別是在某些核心技術(shù)方面，我們同歐美發(fā)達(dá)國家的差距還很明顯，這主要體現(xiàn)在高性能處理器、高精度傳感器和國際標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)等方面。對(duì)這些技術(shù)的不足，可以通過研發(fā)和采購相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)那些精度要求不是很高的應(yīng)用場景，可以使用國產(chǎn)傳感器，以降低建設(shè)費(fèi)用；對(duì)那些需要高精度傳感器的應(yīng)用環(huán)境，可以采購國外高靈敏度傳感器，以滿足應(yīng)用需求。
物聯(lián)網(wǎng)安全的研究背景及意義
我國政府一直高度重視信息化建設(shè)，早在國家“十一五”規(guī)劃中，就已經(jīng)對(duì)寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)、編碼等問題作了相關(guān)部署，這些都與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，是組成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要元素。2009年8月，時(shí)任國務(wù)院總理溫家寶在無錫視察時(shí)指出，要盡快突破核心技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的高度。在隨后幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，國家有關(guān)部門對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)達(dá)到一個(gè)新高度，可以說是遍地開花。但相關(guān)部門很快就注意到，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，尤其是安全技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。工業(yè)和信息化部發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，要大力攻克核心技術(shù)，加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系，加強(qiáng)信息安全保障。特別需要說明的是，《規(guī)劃》將信息安全保障作為一個(gè)專門任務(wù)予以重視，其內(nèi)容包括加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)研發(fā)，建立并完善物聯(lián)網(wǎng)安全保障體系，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)建設(shè)。國家“十三五”規(guī)劃指出，要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，加快構(gòu)建高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。支持智慧城市的建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)安全等方面風(fēng)險(xiǎn)防控能力。
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的初期，由于規(guī)模有限，各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地之間相對(duì)獨(dú)立，還不能構(gòu)成真正意義的互聯(lián)互通，因此面臨的信息安全威脅也小。隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)量的增多和規(guī)模的增大，特別是隨著這些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通，以及服務(wù)于這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的集中管理，物聯(lián)網(wǎng)安全問題將逐漸顯現(xiàn)，會(huì)以雪崩效應(yīng)影響到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，到時(shí)候再“亡羊補(bǔ)牢”將為時(shí)已晚。
相比互聯(lián)網(wǎng)來說，物聯(lián)網(wǎng)有什么特點(diǎn)呢？首先，互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之上的龐大的應(yīng)用系統(tǒng)；其次，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的目標(biāo)是數(shù)字信息，而物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的目標(biāo)是包括信息和物理設(shè)施在內(nèi)的行業(yè)應(yīng)用；最關(guān)鍵的，同時(shí)也是傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的信息安全技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不能發(fā)揮作用的特點(diǎn)是，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中有大量資源受限，甚至對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高的終端感知節(jié)點(diǎn)，特別在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，這些節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求很高，而傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)沒有考慮這些因素，因此傳統(tǒng)的信息安全保護(hù)技術(shù)不再適合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全技術(shù)挑戰(zhàn)
值得注意的是，雖然國內(nèi)在物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方面蓬勃發(fā)展，但存在的信息安全問題（或物聯(lián)網(wǎng)安全問題）也很明顯。當(dāng)這些系統(tǒng)規(guī)模有限，相互之間相對(duì)獨(dú)立時(shí)，其安全問題尚不明顯，但隨著規(guī)模的增大，其信息安全問題將會(huì)突顯。比如，智能家居是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，當(dāng)一個(gè)居戶安裝智能家居系統(tǒng)時(shí)，即使沒有采取任何專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全保護(hù)，只采取傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)庫安全保護(hù)，也顯示不出信息安全的威脅，因?yàn)橹車従硬惶赡馨l(fā)起攻擊，網(wǎng)絡(luò)黑客通過后臺(tái)服務(wù)器潛入到家庭網(wǎng)關(guān)的情況暫不考慮。但是，當(dāng)智能家居很普遍時(shí)，鄰居之間的傳感器信號(hào)會(huì)相互影響，一家的傳感器信號(hào)可被鄰居家接收，鄰居家的信號(hào)也被自己接收，都是很正常的事，就像我們?cè)诩宜阉鱓IFI信號(hào)時(shí)能找到許多WIFI站點(diǎn)一樣。當(dāng)接收到的是傳感器的數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過傳感節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分，但如果想獲取這些信息，則是很容易的事。更可怕的是對(duì)控制指令類數(shù)據(jù)的非法篡改和偽造。
信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展了這么多年，無論基礎(chǔ)設(shè)施還是信息安全保護(hù)，都有很多成熟的技術(shù)。那么物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全技術(shù)挑戰(zhàn)在哪里呢？我們可以通過物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)進(jìn)行分析。
物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)目前還沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)也正在制定中，主要原因是物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)特別大的系統(tǒng)，包括的行業(yè)非常多，因此在信息安全保護(hù)方面制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)有一定難度。其實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)安全問題主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全問題，因?yàn)樵趥鬏攲雍吞幚響?yīng)用層，可以采用傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的信息安全保護(hù)技術(shù)，而感知層的設(shè)備種類繁多，性能差異大，從高性能的視頻監(jiān)控設(shè)備，到無人值守的傳感器模塊，在信息安全保護(hù)技術(shù)方面都有著很大的區(qū)別。最具有技術(shù)挑戰(zhàn)的，是資源受限設(shè)備的信息安全保護(hù)，例如小型傳感器和RFID標(biāo)簽等。
如果說在傳感器等設(shè)備方面，我們落后的技術(shù)可以通過采購國外技術(shù)和設(shè)備來彌補(bǔ)的話，那么在物聯(lián)網(wǎng)安全方面，特別是物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息安全保護(hù)方面，很難通過直接購買國外技術(shù)改進(jìn)，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)感知層的安全技術(shù)一般與硬件產(chǎn)品融為一體，購買國外的安全技術(shù)就等于購買國外的產(chǎn)品。而且安全技術(shù)不僅僅限于產(chǎn)品本身，而是要滲入數(shù)據(jù)處理中心，因?yàn)樾畔踩且粋€(gè)系統(tǒng)，而不是一個(gè)獨(dú)立的模塊。因此，無論國外在物聯(lián)網(wǎng)感知層方面有什么信息安全保護(hù)技術(shù)，我們都需要研發(fā)自己的技術(shù)并應(yīng)用于自己的產(chǎn)品，這樣才能實(shí)現(xiàn)“可控性”，這也是信息安全體系的重要指標(biāo)。
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的挑戰(zhàn)重點(diǎn)在于對(duì)感知層資源受限設(shè)備的輕量級(jí)安全保護(hù)，包括輕量級(jí)安全算法和輕量級(jí)安全協(xié)議。輕量級(jí)安全算法具有通用性，而輕量級(jí)安全協(xié)議只能做到在小范圍內(nèi)具有一定的通用性。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全技術(shù)挑戰(zhàn)與防護(hù)措施
簡單地說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和監(jiān)管系統(tǒng)的結(jié)合。不同于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求很嚴(yán)格，有時(shí)甚至很苛刻，因?yàn)樵诠I(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)信息反饋的實(shí)時(shí)性要求很高，即使在工業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求也比很多其他物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的要求高。因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所面臨的安全技術(shù)挑戰(zhàn)更為嚴(yán)峻。
2015年5月，經(jīng)國務(wù)院總理李克強(qiáng)簽批，國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》戰(zhàn)略文件，這是一項(xiàng)全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略文件，是中國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須推進(jìn)信息化與工業(yè)化的深度融合，這實(shí)際就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。因此，在今后的發(fā)展中，作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域之應(yīng)用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)有其獨(dú)有特色的技術(shù)。同時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全技術(shù)也將成為物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的具有重要特色的新技術(shù)。
傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的信息安全防護(hù)手段是網(wǎng)絡(luò)隔離，即將生產(chǎn)控制系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理隔離。隨著信息管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的提高，要求生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)上報(bào)，于是不得不將生產(chǎn)控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，但通常使用網(wǎng)閘技術(shù)進(jìn)行防護(hù)，使數(shù)據(jù)只能進(jìn)行單向傳輸，因此生產(chǎn)管理系統(tǒng)即使遭受入侵攻擊，也不能對(duì)生產(chǎn)控制系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化和信息化的深度融合，這種信息隔離不能提供更高效的生產(chǎn)，特別對(duì)一些定制化產(chǎn)品的生產(chǎn)更是如此，因此從生產(chǎn)控制系統(tǒng)到生產(chǎn)管理系統(tǒng)，需要雙向的信息交互。國家發(fā)布的《中國制造2025》戰(zhàn)略，將進(jìn)一步推動(dòng)信息化和工業(yè)化的深度融合，這也給工業(yè)控制系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)帶來新的安全挑戰(zhàn)，特別是對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)帶來挑戰(zhàn)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與許多其他物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的區(qū)別是，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，一般會(huì)涉及到許多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，這些設(shè)備系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性要求高，無論感知數(shù)據(jù)的傳輸，還是控制指令的發(fā)放，都需要在很短的時(shí)間內(nèi)完成，這就給安全防護(hù)技術(shù)的實(shí)施帶來了挑戰(zhàn)。另外，控制系統(tǒng)中的主機(jī)設(shè)備系統(tǒng)老舊，更新困難，在生產(chǎn)過程中很難對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和軟件更新，包括對(duì)操作系統(tǒng)和安全防護(hù)軟件的更新，以及硬件設(shè)備的添加，因此許多防護(hù)措施只能通過旁路方式進(jìn)行，這種方式只能對(duì)一些非正常數(shù)據(jù)提供報(bào)警，不能對(duì)攻擊行為實(shí)施隔離等措施。
但是，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的入侵攻擊，特別是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所面對(duì)的入侵攻擊，與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的入侵攻擊有著明顯的區(qū)別。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的入侵攻擊目標(biāo)就是被入侵的主機(jī)系統(tǒng)，其表現(xiàn)行為從早期的破壞主機(jī)系統(tǒng)，到后來的獲取主機(jī)系統(tǒng)信息，逐步到最后將主機(jī)系統(tǒng)變?yōu)楣羝渌鳈C(jī)系統(tǒng)的僵尸節(jié)點(diǎn)。但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的入侵攻擊目標(biāo)一般不是被入侵的主機(jī)系統(tǒng)，因?yàn)闊o論破壞主機(jī)系統(tǒng)，還是從主機(jī)系統(tǒng)獲取信息，都達(dá)不到攻擊工業(yè)設(shè)施的目的。攻擊者一般會(huì)通過入侵的主機(jī)系統(tǒng)非法控制該主機(jī)系統(tǒng)所能控制的受控設(shè)備，這些受控設(shè)備有些可能根本不具有智能判斷能力，如PLC設(shè)備。
基于這種特點(diǎn)，對(duì)待入侵攻擊的防護(hù)措施也應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的防護(hù)手段是邊界防護(hù)（防火墻）和入侵檢測系統(tǒng)，一些異常數(shù)據(jù)在邊界防護(hù)過程中就能被拒之門外，個(gè)別通過邊界防護(hù)系統(tǒng)的惡意軟件和遠(yuǎn)程控制行為，當(dāng)在主機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行不正常的操作時(shí)，入侵檢測系統(tǒng)一般能識(shí)別并進(jìn)行制止，當(dāng)然這一過程有時(shí)需要人的參與才能作出正確判決。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的主機(jī)也有類似的安全防護(hù)，但對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的主機(jī)來說，邊界防護(hù)系統(tǒng)由于不能及時(shí)更新，基于系統(tǒng)漏洞的惡意軟件和遠(yuǎn)程入侵很容易無障礙越過邊界防護(hù)；對(duì)于一些新型的入侵方式，過時(shí)的入侵檢測系統(tǒng)也基本不能識(shí)別，甚至有些入侵可以擁有比入侵檢測系統(tǒng)更高的權(quán)限。
我們知道，對(duì)未知病毒的防護(hù)是困難的，原因是知己不知彼。而病毒攻擊系統(tǒng)之所以能成功，是因?yàn)椴《驹O(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)知己知彼。能否將這種不對(duì)稱的狀態(tài)扭轉(zhuǎn)過來呢？我們認(rèn)為對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說是可能的。針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們提出一種新的安全防護(hù)架構(gòu)，即入侵容忍系統(tǒng)。入侵容忍系統(tǒng)不是一個(gè)主機(jī)，而是由主機(jī)和被控制單元構(gòu)成的一個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其基本原理是讓入侵者也處于知己不知彼的狀態(tài)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是，如果某一個(gè)主機(jī)遭受入侵攻擊，無論該入侵攻擊是一個(gè)惡意軟件還是非法遠(yuǎn)程控制，都不能對(duì)該主機(jī)所控制的受控設(shè)備造成異常。這種入侵容忍系統(tǒng)是針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而專門設(shè)計(jì)的，不適合對(duì)傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)。同時(shí)，目前傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)都不具有入侵容忍性。因此，要想對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括其他一些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，提供自主可控的安全防護(hù)，需要大力發(fā)展入侵容忍技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)感知層的輕量級(jí)加密認(rèn)證技術(shù)
隨著便攜式電子設(shè)備的普及和RFID、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用需要解決相應(yīng)的安全問題。然而，相比于傳統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)和高性能計(jì)算機(jī)，這些設(shè)備的資源環(huán)境通常有限，比如，計(jì)算能力較弱、計(jì)算可使用的存儲(chǔ)較少、能耗有限等等，導(dǎo)致傳統(tǒng)密碼算法無法很好地適用于這種環(huán)境，這就使得受限環(huán)境中密碼算法的研究成為一個(gè)迫切需要解決的熱點(diǎn)問題。適宜資源受限環(huán)境使用的密碼算法被稱為輕量級(jí)密碼算法。
輕量級(jí)密碼算法與經(jīng)典密碼算法相互影響，互相促進(jìn)。經(jīng)典密碼算法為輕量級(jí)密碼算法的設(shè)計(jì)與安全性分析提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)；另一方面，輕量級(jí)密碼之“輕量級(jí)”的特點(diǎn)將使得一些安全性分析能夠更加深入、全面地展開，在這個(gè)過程中，可能會(huì)衍生出新的問題，從而進(jìn)一步帶動(dòng)和促進(jìn)密碼算法安全性分析的進(jìn)展。
源于應(yīng)用的推動(dòng)，近幾年輕量級(jí)密碼的研究非常熱門。2015年，盧森堡大學(xué)組織了全球輕量級(jí)密碼算法性能競賽FELICS，公布了滿足參賽資格的18個(gè)密碼算法的綜合性能排名。這種全球性的競賽會(huì)大大推動(dòng)輕量級(jí)密碼算法的研究熱情，許多國際標(biāo)準(zhǔn)算法也是通過類似的全球性競賽產(chǎn)生的。當(dāng)然，很多輕量級(jí)密碼算法還缺乏全面、深入的安全性分析，也需要經(jīng)歷時(shí)間的考驗(yàn)，例如Katan/Ktantan密碼算法在發(fā)表后不到2年的時(shí)間內(nèi)就被破譯。另外也有一些輕量級(jí)密碼算法，其整體結(jié)構(gòu)和算法模塊的設(shè)計(jì)還有進(jìn)一步輕量化的余地。
除了密碼算法需要輕量化外，身份認(rèn)證技術(shù)更需要輕量化，因?yàn)楹笳哧P(guān)系到通信過程，其消耗的資源（主要是功耗）遠(yuǎn)超過計(jì)算過程所消耗的資源。在RFID、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)資源（包括存儲(chǔ)容量、計(jì)算能力、通信帶寬和傳輸距離等）受到比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更加嚴(yán)格的限制，資源的嚴(yán)重受限使得傳統(tǒng)的計(jì)算、存儲(chǔ)和通信開銷較大的身份認(rèn)證技術(shù)無法應(yīng)用，因此輕量級(jí)身份認(rèn)證技術(shù)成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。除此之外，輕量級(jí)密鑰管理方案也是保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)該說，輕量級(jí)安全保護(hù)體系才是解決物聯(lián)網(wǎng)感知層安全問題的整體方案。
對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)發(fā)展的政策建議
近年來，國家在物聯(lián)網(wǎng)安全方面給予了很多政策支持和一定的資金支持，例如在“十二五”期間，科技部設(shè)立了國家863項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)安全感知關(guān)鍵技術(shù)及仿真驗(yàn)證平臺(tái)”，在“十三五”的規(guī)劃中，又設(shè)立了工控安全專項(xiàng)，這些都說明國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的重視和支持。但是，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中對(duì)信息安全的防護(hù)投入?yún)s遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。有關(guān)分析表明，我國在信息安全領(lǐng)域的投資占整個(gè)IT投資比例不足1%，和美國（3.6%）及日本（6%）等成熟市場差距依然明顯。對(duì)信息安全防護(hù)意識(shí)的程度、對(duì)信息安全防護(hù)體系的檢查以及對(duì)信息安全問題所造成的損失的正確評(píng)估和責(zé)任追溯，是決定信息安全投入的主要原因。
考慮到物聯(lián)網(wǎng)安全問題關(guān)系到行業(yè)應(yīng)用的安危，甚至在一定程度上會(huì)關(guān)系到國家的安全，國家應(yīng)該提前進(jìn)行部署，而不能等到亡羊補(bǔ)牢。因此，物聯(lián)網(wǎng)安全方面的基礎(chǔ)研究應(yīng)該由國家設(shè)立資金予以支持，并在研究成果產(chǎn)業(yè)化后進(jìn)一步給予一定補(bǔ)助，這樣會(huì)提高面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究的動(dòng)力。
目前有些項(xiàng)目指南過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)細(xì)節(jié)，目標(biāo)也太具體，并且不允許失敗。這種管理方式看上去效果明顯，但實(shí)際上成功和失敗沒有本質(zhì)區(qū)別，許多形式上的完成沒有多少實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，更不要說創(chuàng)新。在某些情況下，以項(xiàng)目形式的支持可能不如以團(tuán)隊(duì)形式的支持更為有效。對(duì)某些項(xiàng)目，可以選取1~2家在業(yè)界明顯具有領(lǐng)先水平的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行資助，研究目標(biāo)小而精，并且以國際影響和產(chǎn)業(yè)化程度為考核指標(biāo)，強(qiáng)化權(quán)利和義務(wù)的對(duì)等。這些考核指標(biāo)不以結(jié)題匯報(bào)為依據(jù)，更應(yīng)關(guān)注其他證據(jù)，包括同行專家的評(píng)議、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響。對(duì)那些項(xiàng)目完成突出的團(tuán)隊(duì)，給予嘉獎(jiǎng)；對(duì)那些沒有實(shí)際解決問題的團(tuán)隊(duì)，降低以后項(xiàng)目的競爭優(yōu)勢。這種管理方式可能會(huì)逐步形成綜合實(shí)力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，而那些在某些點(diǎn)上競爭實(shí)力強(qiáng)的小團(tuán)隊(duì)，也要使其有生存和發(fā)展空間。在這種模式下，團(tuán)隊(duì)人數(shù)將不占優(yōu)勢，因?yàn)殡m然大團(tuán)隊(duì)的整體競爭力變強(qiáng)，但其所消耗資源的增加將會(huì)是團(tuán)隊(duì)的劣勢，因此會(huì)逐漸形成人均競爭力和創(chuàng)造力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，這才是科研激勵(lì)的目標(biāo)。
物聯(lián)網(wǎng)是一種新型產(chǎn)業(yè)方向，是信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新階段。物聯(lián)網(wǎng)安全問題還沒有在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用中得到廣泛關(guān)注，甚至還沒有引起社會(huì)的足夠重視。目前的矛盾是，行業(yè)界認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)安全問題沒有這么嚴(yán)重，而學(xué)術(shù)界認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)安全方面的研究不能產(chǎn)生創(chuàng)新性理論成果。這種情況導(dǎo)致從事信息安全研究的學(xué)者不愿意研究物聯(lián)網(wǎng)安全問題，而從事物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)建設(shè)的團(tuán)隊(duì)又很少有信息安全領(lǐng)域的專家，這種矛盾導(dǎo)致了物聯(lián)網(wǎng)安全需求仍然停留在口號(hào)上。如何鼓勵(lì)從事信息安全研究的科研人員投入到物聯(lián)網(wǎng)安全方面的研究，推動(dòng)國家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的信息安全建設(shè)，保障物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，是一個(gè)值得思考的問題。市場引導(dǎo)人們的行為，政策引導(dǎo)市場的走向，因此制定一個(gè)合適的政策可以更好地引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用與信息安全科學(xué)研究的結(jié)合，提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全保護(hù)。
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