浅谈物联网安全关键技术与挑战
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作者:王伟 褚兆焱 张大伟
摘 要：现如今时代发展飞快，计算机网络及通信手段迅速提升的同时，物联网应时而生。物联网技术乘计算机与互联网的发展之势，称得上是第三次世界信息产业，席卷全球、举世瞩目。物联网改变了人们如今的生活，让人们的生活更加便利的同时也大大促进了信息技术产业的发展，然而物联网技术也给信息技术带来了挑战。
关键词：物联网 安全技术 挑战
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（c）-0118-02
物联网技术可连接普通实物和互联网，有效提取事物中的规律和信息，人、事物与信息三者可通过物联网连接，故而其可以加强事物间的信息流通。物联网的安全保障是一大重点和基础，因其涵盖产业领域很多，所以物联网的安全也是一大难题和挑战，需要相关人员提高重视。
1 概述物联网
1.1 物联网的概念
最早“物联网”一词就是出自1999年麻省理工学院的Auto-ID研究中心，其英文原名为：“Internet of things”，简称“IOT”。物联网顾名思义，即连接原本分离的事物的互联网，是如今发展信息技术过程中的主要产物。其内在含义有两方面：一方面，物联网建立在互联网的基础之上，以互联网为核心并加以扩展。另一方面，物联网是通过类似网络的途径，使得事物之间有了联系、信息得以快捷交换[1]。
1.2 物联网的特点
物联网技术建立在互联网的基础之上，以互联网为核心并加以延展和扩充。其应用了大量感知技术，通过结合无线网络、有线网络及互联网建立了独特的模式，使得事物的信息能够实现快速、精准地传递交流。
物联网不仅能靠传感器实现事物连接、信息交流，因其结构特点，物联网本身就能够智能处理和控制物体。传感器可抓取大量信息，以提供给物联网来加以分析和加工处理。而物联网本身的特点，即其能够结合传感器搭配智能处理，使得诸如云计算和模式识别这样的智能技术，都能在物联网技术中得以应用，并帮助其扩展应用范围和领域，将其能力不断提升从而满足各行业使用者的需求。
2 物联网安全技术的关键
2.1 射频识别（RFID）技术
射频识别，即RFID技术，是一种可以无需接触就能自动识别信息的技术。此技术的核心是其结合了射频信号和空间传输的特点，可以做到自动识别拥有静态抑或是动态的待识别特征的物体，因此该技术实现能够对目标事物的信息采集标准化。射频识别技术具有极大优势和特点，即期可全天候工作、同时识别多个物体、自动识别能力精准、无需接触降低损耗等，而要把这些优势最大程度发挥出来，则需要搭配互联网和通信技术来实现和推广。如此，全球范围都可借由射频识别技术的应用，实现网络覆盖化的追踪物品信息和及时全面的信息共享。所以，射频识别技术对于物联网工程的识别信息、近距离通信起到非常重要的作用[2]。
2.2 传感技术
物联网工作的运转，前提是采集信息。如今，信息采集工作通常是以传感器和传感节点等手段来实现，而现阶段为跟上物联网的发展脚步，如今社会对传感器也提出了新的挑战。作为物联网最为主要的检测设备以及抓取信息的来源，传感器所处环境较为恶劣。故而，为了保障发展水平突飞猛进的物联网技术能够稳定运行，需要如今的传感技术能够同步发展、进步和突破，提升原本的抓取感知信息、智能处理和网络化的能力水平。
2.3 网络及通信技术
物联网的运转，同样缺少不了近程通信和远程运输两大技术手段。近程通信技术的主要类型有RFID技术和蓝牙等，而远程通信手段涵盖了互联网的网关和组网功能。为保障物联网的信息传递功能的稳定，需要现阶段网络通信技术不断增强其专业水平和互联能力，以保证物联网的移动性和数据率保持较低水平，从而达到将信息能够安全地传递到接受点[3]。
2.4 数据挖掘及融合
物联网所涉及到的信息流量巨大、数据繁多，因而在其信息感知、传出、抓取、分析和处理等过程中，面临着许多问题和挑战。要从海量数据中快速、精准地筛查出有意义或所需要的信息，从怎么入手选择数据到怎么将数据处理转换成所需信息，都是相当具有挑战性的难题。不过，为解决如上问题当今物联网技术结合了多种分布式计算方法，如近年来作为网络大热话题的云计算和P2P等。云计算为物联网在时代信息发展中争得站稳的机会，给物联网提供了高效率的计算问题模式。具体而言，云计算通过汇集信息资源并对信息进行智能优化和动态均衡分配，节约了信息化的成本，同時使得原本物联网处理信息的效率大大提升。
3 物联网发展面临的挑战
3.1 降低功耗问题
现今是数据化时代，我们每个人的生活都通过物联网而沟通连接，而物联网的构建和运转离不开功耗问题。物联网是通过许多联网器件联立的，其内在动力和功能运转都离不开这些设备，诸如传感器、制动装置、无线设备以及MCU微控器等。然而依靠大量的设备来运转，也难免产生大量的能源、电力损耗，尤其是在工业装置中诸如煤炭发电而导致的不可再生能源的消耗。即便如今出现了许多新兴的绿色可再生能源，但其花费价格高昂，难免对于物联网的覆盖和发展造成阻力。因此，功耗问题是目前影响物联网发展的一大阻力，想要保证物联网的发展脚步，一定要考虑如何降低和解决其运转产生的功耗问题。 3.2 发挥感测功效
物联网如果少了感测，将不复存在。从其整体结构上就可发现，其系统整体由传感器、传感节点等组成，通过此类具备传感功能的微型器件，在各节点和云端之间来实现感知、测量、分析、生成和发送数据。故而，传感设备也对物联网发展起到关键性作用。然而现阶段传感设备依然存在许多不足，比如有的设备做到耗能低，却可能把数据上传到错误路径，导致信息接收者无法获取信息。故而为保证和提升物联网服务大众的效率，需要加大对传感设备的创新力度，迭代更新不断推出更加完善的传感设备，及时淘汰老化、过时的传感设备，保证物联网中感测功效的稳定发挥[4]。
3.3 管理云端连通性
物联网工作中会产生海量数据信息，而很可能数据会错误地通过同一网关并直接进入云端。云端是数据进行检测、分析和处理的區域，很大程度上可以认为处理数据的云端是物联网的价值所在。然而，如今科技不断发展，呈现出多元、复合的发展态势。云端的供应商迅速增多，可选择的云端服务种类和数量也与日俱增，但在此蓬勃态势中却缺少了针对性的连接和管理标准，从而产生了选择的困难，因此云端连通性的管理问题是物联网时代发展进程中不得不解决的一大问题。
3.4 重视安全问题
安全问题向来是各领域的重点，对于物联网技术而言，其系统的安全与否直接影响到后续系统的应用、推广和发展态势。当今科技水平发展迅速，各领域、各行业的专业设备都在不断进步、更新迭代，整体呈现出了智能化的大趋势。然而，智能化的开始也面临了许多安全问题，在此期间存在众多安全隐患。解决安全问题是当今时代科技发展的一大重点，因此业界是否能研究开发出更加完善、稳健的硬件安全体系关乎整个行业的发展。然而保证系统安全性的同时，如何保证系统的功能维持、功耗降低也需专业人员投入更多精力。这需要开发厂商加大资源投入，将安全和性能两手抓，尽力将高级的安全性能融入到物联网产品中，及时有效地解决引发的问题和漏洞，从而化解物联网安全性能不足的缺陷，为物联网长久的发展助力。
3.5 开发人员经验不足
经历了计算机和互联网之后的全球第三次发展浪潮的物联网，从其现阶段发展态势来看，开发领域仍然存在不足。如今物联网的发展处于起步阶段，缺少大量经验丰富的物联网专业开发人员，因而如今物联网发展并未突飞猛进、受到了技术支持的限制。因此行业内应该思考如何将困难化为提升的机遇，如何高效培训专业开发人员的实际操作经验、常见问题解决方案和专业相关技能。如今物联网的发展状况也被各国视为国家竞争力和综合国力的体现，受到了各国领导的高度重视。因此，应当更加注重对行业的鼓励和支持，建立完善健全的相关政策、投入大量的人力物力资源、鼓励专业科技人员的学习和培训，以期为物联网产业提供强大的后盾和支持，助力物联网稳定快速发展。
4 结语
现如今物联网成为各国焦点，其发展被视为国家综合实力、振兴经济发展的体现。故而，应关注物联网发展的现状，重视化解物联网安全技术遇到的阻碍。物联网是否能真正掀起时代进步的浪潮，还需各国倾注更多的投资和关注。本文对物联网的概念和相关安全技术进行了简单的介绍，并分析现阶段发展的不足之处，望对相关人员提供参考和帮助。
参考文献
[1] 张志军.物联网安全关键技术与挑战[J].信息与电脑：理论版，2019（3）：198-199.
[2] 王清波.物联网安全挑战与关键技术分析[J].无线互联科技，2019（1601）：30-31.
[3] 黄少华，郭宇，查珊珊，等.离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述[J].计算机集成制造系统，2019（2502）：284-302.
[4] 田原.物联网安全体系的构建及关键技术研究[J].网络安全技术与应用，2017（9）：115-116.
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