物联网技术论文范文

2022-05-13

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼,小编特意整理了一些《物联网技术论文范文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:目前阶段,物联网概念随之产生,被广泛应用在各领域中,特别是在公共服务和商业服务建设中的应用效果逐渐突显出来。对于物联网而言,计算机网络发挥着核心作用。自计算机网络产生发展以来,由有线发展至无线,发展速度明显加快。在物联网与计算机网络技术相互结合的基础上,实现了两者的同步发展。

第一篇:物联网技术论文范文

物联网技术发展与应用

摘要:近年来许多国家将物联网技术列为国家战略新兴产业。文章介绍了物联网的概念和基本特征,分析了物联网关键技术,详细阐述了物联网技术在交通、电网、工业监测、物流、医疗和智能家居等领域的应用。

关键词:物联网;关键技术;技术应用

Development and Application of the Internet of Things

Xu Limou,Ru Beibei,Chen Lijian

(Zhongshan Torch Polytechnic,Zhongshan528436,China)

物联网技术作为一种融合发展的技术,将会带来庞大的产业集群效应,其市场前景将远超计算机、互联网、移动通信等市场,因此很多国家纷纷出台物联网政策以求抢占发展先机。美国总统奥巴马对IBM公司提出的智慧地球的构想给予高度评价,并将物联网提升为国家层面的发展战略。欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动方案,提出加强对物联网的管理,消除物联网发展障碍,构建物联网建设标准。日本提出了U—Japan战略,力争将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。韩国的IT839战略将物联网设置为三大基础建设重点之一。温家宝总理在2009年提出了“感知中国”的概念,强调以物联网的发展带动整个产业链的发展,物联网被列为中国五大战略性新兴产业的第二位。2011年年底,工信部发布《物联网“十二五”发展规划》,要求加快物联网发展,培育和壮大新一代信息技术产业。由此可见,物联网即将成为继PC、互联网和通信技术之后的又一次技术变革,将带来巨大的经济效应和文化影响。

一、物联网的概念

物联网(The Internet of Things,简称IOT)是在计算机互联网基础上利用射频识别(RFID)技术、红外感应器、激光扫描仪等信息传感设备和全球定位系统、无线通信系统等,按约定的协议,把物品(如设备、设施、各种商品甚至人与动物等)与互联网连接起来,使人与物、物与物之间进行信息交换或通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物流网是传感技术、现代网络技术、人工智能和自动化技术等多种信息技术的融合与集成应用,使人与物、物与物之间可进行智慧对话,从而创造一个智慧的世界。

物联网具有三个特征:一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息;二是可靠传递,即通过各种电信网络和互联网融合,將物体的信息实时的传递出去;三是智能处理,即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制。

二、物联网关键技术

物联网涉及的新技术很多,其中关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和智能处理技术。

(一)射频识别技术。俗称“电子标签”,是物联网中非常重要的技术,是实现物联网的基础与核心。这一技术由三个部分构成:标签(Tag),附着在物体上以标识目标对象;阅读器(Reader),用来读取(有时还可以写入)标签信息,既可以是固定的也可以是移动的;天线(Antenna),其作用是在标签和读取器之间传递射频信号。此技术可以应用于供应链管理系统、高速公路的自动收费系统等。

(二)传感器技术。传感器是提取信息的关键器件,是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段。由于物联网通常处于自然环境中,传感器要长期经受恶劣环境的考验。即使是最现代化的电子计算机,假如没有准确的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现。在物联网方面的应用中,需要传感器在感知信息方面和自身的智能化和网络化方面有较大方面的提高。

(三)网络通信技术。在物联网中,通信是不可替代的关键技术。网络通信技术包括各种有线和无线传输技术、交换技术、网关技术等。其中M2M技术是指所有实现人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段,同时也可代表人对机器、机器对人、移动网络对机器之间的连接与通信。M2M技术适用范围广泛,可以结合Wifi、Blue Tooth、Zigbee、RFID和UWB等近距离连接技术,此外还可以结合XML和CORBA,以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术等。

(四)智能处理技术。物联网中海量感知信息需要高效地处理技术对其进行处理。云计算作为能将大量存储空间和处理器资源整合起来使用的信息处理技术,可以帮助物联网实现信息存储资源和计算能力的分布式共享,为海量信息提供支撑。

三、物联网的应用和发展前景

物联网用途广泛,涉及智能交通、环境保护、公共安全、智能家居、工业监测、农业生产、食品追溯等多个领域。虽然物流网还未普及应用,但已有的少量成功案例实现了管理效率的大幅提升,物联网技术应用前景广阔。

(一)智能电网。随着电网环境日益复杂,电力需求不断增长,为了保持电网的高可靠性,减少电网中断次数,需要进行细致的监测和管理,智能电网应运而生。智能电网拥有先进的传感触发器和高度安全的网络基础设施贯穿于发电环节、配电环节直到每个家庭和大楼。这种基础设施由亿万个具有感知和调节功能的智能产品组成,用于提供智能电网的健康状况和用户需求的实时信息,以便优化智能电网的运行。利用获知的数据,智能电网可以通过实时的调整来实现负载均衡和精确的电网管理,从而减少电网的中断,提升电网的可靠性。变电站监控(状态检修、线路动态评分)、智能电力测量和家庭能源管理都是智能电网的典型应用。

(二)智能监测。在条件比较恶劣的环境下,依靠人工到现场收集数据困难重重,而且无法实现实时监测,使用物联网可以代替人工监测环境或设备运行状态。智能监测主要使用振动分析仪、声波分析仪、温度和湿度分析仪、气体色谱分析仪等设备以收集相关环境或设备状态的数据,并利用无线网络将数据传送到状态分析系统,以预测环境或设备变化,以便进行防范或实施维护。智能监测已应用于设施农业在线监控、生态环境监测、矿区、核电厂监控等方面。

(三)智能交通。随着对交通需求的提升,交通拥堵已经成为大城市的一个主要问题,智能交通系统将是非常不错的解决方案。智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术有效集成应用与交通运输体系,而建立起的一个大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的运输管理系统,能有效的提高交通运输效率,缓解交通阻塞,减少调通事故。目前高速公路全程监控、自动收费、路况气象监测等应用广泛。

(四)智能物流。传统物流运输中,运输的种类和风险、物流过程中的运输环节和动作方式以及物流企业的服务,都影响到物流运输的成本和质量。智能物流是利用物联网技术,使物流系统具有感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流在现实中的使用是为每辆配送车辆上安装GPS定位系统,而且在每件货物的包装中嵌入RFID芯片,通过芯片,物流公司和客户都能从网络了解货物所处的位置和环境。同时在运输过程中物流公司可根据客户的要求,对货物进行及时的调整和调配,实时全程监控货物,防止物流遗失、误送等,优化物流运输路线,缩短中间环节,减少运输时间。通过货物上的芯片,装载时自动收集货物信息,卸货检验后,用嵌有RFID的托盘,经过读取的通道,放置到具有读取设备的货架,物品信息自动输入信息系统,实现精确定位,缩短了物流作业时间,提高物流运营效率,最终减少物流成本。

(五)智能家居。智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。智能家居涵盖信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、照明设备、监控装置、水电气热表、家庭求助报警等设备的信息互联,实现了能源管理、家庭远程管理、老人生活辅助等功能,增强了家居生活的舒适性和便利性。目前智能家居领域的应用主要有智能家电、智能照明、家庭安防等方面。

(六)智能医疗。在智能医疗领域,物联网可应用于医疗物资的监督管理、医疗信息的数字化和远程医疗三个方面。使用物资管理的可视化技术,可以实现药品的生产、配送、防伪、追溯,实现药品从科研、生产、流动到使用过程的全方位实时监控。医疗信息的数字化主要应用在于病人的身份识别、化验品识别、病况识别和体征识别等。通过构建远程会诊和监护服务体系,可实现远程数据获取、数据分析、专家远程会诊、移动医疗等,提高基层医疗服务质量。智能医疗有利于病人获得最佳的医疗效果、最低的医疗费用、最短的医疗时间、最满意的健康服务。智能医疗监理、医疗用品智能管理和远程医疗已广泛应用。

四、面临的挑战

虽然物联网应用前景广阔,但要想全面投入物联网社会的建设,还必须解决以下几方面的问题。

(一)标准问题。世界各国存在不同的标准,互不兼容。统一技术标准才能够使物联网在行业内、行业间实现从点到面的,从分散到集中的互联互通。

(二)安全问题。当大量的数据用于物物通信,以及大量的数据用于进行物品以及人的行为模式的数据存储、分析与判断,能否保障数据安全性变得极为重要。

(三)协议问题。物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP协议,但在接入层面上协议种类繁多,GPRS/CDMA短信传感器有线等多种通道,物聯网需要统一的协议。

(四)IP地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址,因此物联网需要更多的IP地址,IPV4资源即将耗尽,这就需要IPV6来支撑,还需要解决与IPV4兼容问题。

五、结语

以上简要介绍了物联网的结构、技术应用及挑战,由于物联网技术还处于刚刚起步阶段,无论是规划、技术、管理、协调、合作等方面都还有很多不足,物联网的发展前景非常乐观,市场潜力也很巨大,但是这些并非一朝一夕就能够实现,它需要政府、企业、行业协会、媒体乃至公众共同努力。

参考文献:

[1]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,12:1-7

[2]李鑫.物联网技术的发展探讨[J].科技信息,2010,29:81-82

[3]林艳.物联网技术的架构与应用[J].计算机光盘软件与应用,2010,8:63-64

[4]邵文佳.物联网技术应用展望[J].企业技术开发,2010,7(14):73-74

[5]AMARDEO C,SARMA,J G.Identities in the Future Internet of Things[J].Wireless Pers Commun,2009,49:353-363

[作者简介]徐利谋(1981-),男,山东临沂人,硕士,高级工程师,主要研究方向为信息安全和物联网技术。

作者:徐利谋 茹倍倍 陈利剑

第二篇:基于互联网技术——试论物联网技术的发展

摘要:目前阶段,物联网概念随之产生,被广泛应用在各领域中,特别是在公共服务和商业服务建设中的应用效果逐渐突显出来。对于物联网而言,计算机网络发挥着核心作用。自计算机网络产生发展以来,由有线发展至无线,发展速度明显加快。在物联网与计算机网络技术相互结合的基础上,实现了两者的同步发展。基于此,文章将物联网作为主要研究对象,重点阐述其对计算机网络技术发展的影响,希望有所帮助。

关键词:物联网;计算机网络技术;影响

物联网核心就是计算机网络技术,借助互联网环境实现信息交流和传递,全面分享物和物之间的信息内容。长期以来,信息传递的时候都是通过模拟信号与非实体信息方式完成。但是在物联网技术运用基础上,即可与诸多计算机网络通讯实现有效联系。在这种情况下,即可实现模拟数据与信息传递概率不断提升。由此可见,深入研究并分析物联网对计算机网络技术发展的影响具有一定的现实意义。

1 计算机网络技术概述

计算机网络属于第三次科技革命的产物,最初的发展形态就是计算机超强计算能力和计算规模,随后被广泛应用于现代战争领域,能够有效模拟不同类型武器的战争情况。尤其是近年来,计算机网络技术已经突破了孤立发展状态,能够实现互相连接,促进了互联网时代的进步,也使得计算机行业实现了全面可持续发展。在这一环境中,计算机行业取得了理想的发展成绩,能够跨地理距离影响着人们的交往,促进了人和人之间的沟通,有效地联系地球各区域与各领域。由此可见,计算机网络使人们生存方式和交往方式实现了有效转变,且人们的可知领域和范围也明显扩充,逐渐发展成人类社会未来发展的重要方向[1]。

目前阶段,基于现代网络技术发展速度的加快,计算机和网络实现了全面融合,加快了信息的处理速度与网络运行速度,促进不同领域进步,实现现代互联网技术的全新发展。计算机网络已经逐渐发展成实时互动网络,所以,现代网络技术的合理运用,借助计算机网络实现图片与声音传送成为可能,一定程度上改变人们生活方式,提高人们生活质量。在此基础上,现代技术发展速度也将不断加快,在各领域实现突破和发展。

2 物联网概述

2.1 概念

二十一世纪以来,计算机网络发展速度明显加快,物联网概念被提出,为工业4.0以及“互联网+”奠定了坚实基础。在物联网概念中,核心体现在“智慧”方面,具体指的就是在物联网设备连接方面,借助事先预定传感器与RFID等诸多设备与程序,对物体抑或使用者所提供的信息内容加以鉴别,科学合理地处理向终端计算机反馈的信息内容。整个过程都是自动化完成,无须人工的参与。而且,物联网属于全新产业,体现了科学生产力的发展趋势,为世界发展提供了全新动力。在实践过程中,创造了可观的经济效益,用工成本也明显节省。与此同时,其他行业的发展也获得了必要的基础支持。

目前阶段,在物联网领域中,欧美与日韩等国家都投入了大量资金,我国在物联网发展方面也提高了重视程度,工信部门同样制定一系列标准要求,在国家支持的情况下,大部分高科技企业也积极参与物联网行业的发展过程中,使得现代经济的发展速度明显加快,增强了物联网研究水平。

2.2 基本工作原理

物联网被广泛应用在各领域中,其中包括了物流、交通、管控、安全与检测等多个方面。所以说,新一代IT技术已经被应用在诸多行业当中。最具代表性的就是汽车中的传感器、二维码与RFID技术应用,同时还有货物与烟雾感应器和物联网物品相互连接,并借助计算机网络,向云计算机传输,并实现数据的智能化处理与分析,而这同样也是组成的大数据的重要部分。在此基础上,物联网和互联网要实现有效连接,交换、互通并共享物联网信息。

以微信的扫一扫支付功能为主,仅需与网络手机连接,在微信扫一扫的基础上,即可生成账单二维码、电子账单,最终达到缴费的目标,不需要对现金进行使用。另外,地图软件中所具备的实时路况功能,能够对塞车、畅通路段等进行查询,利用不同的颜色对交通拥堵的情况做出判断。而此功能主要是要利用汽车流量传感器,对道路车流量进行实时监测并获取相应的信息内容。在这种情况下,驾驶者即可利用手机抑或电脑对道路交通信息进行查看,合理选择畅通路段,以缓解道路拥堵的情况,而这就是所谓的智能交通。

伴随物联网的广泛应用,人们的日常生活也更加方便,智能化特征更明显。仅需借助移动终端,即可对人民群众的衣食住行加以了解,与智能化社会的发展需求相适应。

3 物联网对计算机网络技术发展的影响阐释

3.1 感知层

感知层在物联网模块中发挥基础性作用,在物联网技术应用的背景下,借助计算机网络技术,使得感知层能够有效感知网络区域内部的数据信息,并对数据和资料等进行必要的搜索。在此基础上,借助网关即可有效传输信息与数据。所谓网关,指的就是实现全部网络的有效连接,科学处理所获取的信息资料。而为确保计算机信息处理的顺利,就要不断完善计算机网络技术。但在实践过程中,计算机网络技术会承受巨大压力,在物联网技术发展使得网络信息与数据量迅速提高,直接增加了工作的难度。特别是信息的收集与处理,要求物联网感知层开展大量工作,才能夠科学感知信息。近年来,物联网技术呈现出快速发展的趋势,为人民群众提供了极大便利[2]。但其对于物联网技术的要求不断提高,所以物联网技术的发展面临严峻挑战。另外,物联网技术的应用范围也逐渐扩大,实际承载业务量明显增多,致使计算机网络技术压力逐渐增强,而物联网发展需要有计算机网络技术的支撑,所以要实现物联网技术与计算机网络技术的同步发展,才能够将物联网技术的价值充分彰显出来,并为人民群众提供必要的服务。

3.2 应用层

众所周知,物联网和计算机网络技术之间的联系密切,两者相互促进,共同发展。较之于计算机网络,物联网在处理和分类信息方面更具优势,所以需要计算机网络技术实现创新发展,突破原有约束,将其作用充分发挥出来,实现运行能力的全面提升,为物联网可持续发展提供优质服务。在实践过程中,要将物联网既有的应用层能力突显出来,以促进行业发展和进步,与现代社会发展需求相适应。而且,物联网可以与周边环境实现有效交流,推动跨区域环境信息的交流。所以,物联网应用层同样也承载了这一功能。在物联网应用层运行期间,其作用远远超出计算机互联网功能,也可以认为物联网突破了计算机互联网发展瓶颈,使得计算机未来发展成为可能。在此基础上,物联网应用层还能够科学合理地整合既有资源,有效结合不同类型的信息链,缩短资源间距离,促进信息交流和沟通。在物联网的作用下,实现了计算机网络和物联网的共存,但两者都存在需求领域且不可相互替代,使得两者矛盾以及冲突得以消除,也实现了两者的进步与发展。

3.3 传输层

物联网和互联网都会对传输层产生一定程度的影响,然而,两者功能和作用都存在明显差异,尤其是传输层方面。物联网能够促进物和物,人和人的全面发展,所以传输层必要确保使用者的个人隐私,并且促进信息传递和交流。在这种情况下,对物联网传输层提出了极高要求,使得运输环节愈加复杂。较之于计算机网络,物联网更要独立运行,然而在复杂运行状态下,也需要有效节省成本支出,并不断优化实际运行的能力。为此,传输层一定要突破当前网络技术约束,促进现代计算机网络的正常运行。对于计算机互联网而言,所面对的使用者和使用阶层都具有多样化特征,且针对性较强,能够为高信息需求的人群提供服务。所以,传输层也是区分互联网和物联网的重要指标,在两者发展中发挥着控制作用,现实意义显著。

4 物联网未来发展展望

物联网从本质上来讲就是基于计算机网络技术形成并发展的,能够实现物与人、物与物信息的交换,使得计算机网络技术约束得以突破,深入革新计算机网络技术。而在未来发展的过程中,计算机网络技术需始终负责数据信息的传输任务,同时延伸不同类型的功能。即便计算机网络技术人工智能发展时间不长,且很多思路仍处于尝试阶段,但在物联网运用的基础上,即可使研究速度明显加快,进而在人工智能领域中实现全面发展。

5 结束语

综上所述,基于现代社会经济的快速发展,信息化水平也明显加快。必须在相关工作中合理运用不同的网络技术,在长期实践与研究的基础上,才能够全面优化并完善互联网技术,充分发挥技术作用与功用。上文中,重点阐述了物联网对计算机网络技术发展的影响,以期促进计算机网络技术的发展,推动技术的可持续发展,并为社会进步与发展提供高质量服务。

参考文献:

[1] 李磊.计算机网络技术中物联网的影响作用探究[J].無线互联科技,2017(11):28-29.

[2] 牟思.浅谈物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].软件,2018,39(6):189-191,208.

[通联编辑:李雅琪]

作者:李向伟

第三篇:物联网信息安全技术研究

摘要: 物联网在各个领域的推广应用也把原来的网络安全威胁扩大到物质世界,增加防范和管理难度,根据物联网的三个层次,分析物联网的安全特性,特别对感知层的安全问题进行分析,并对物联网安全技术中的密钥管理技术进行讨论。

关键词: 物联网;安全;感知层;RFID;密钥管理

0 引言

物联网是在计算机互联网的基础上将各种信息传感设备,比如射频识别(RFID),红外传感器,全球定位系統,激光扫描器等各种信息传感设备与互联网结合起来构成的一个巨大网络,来进行信息的通信和交流,以实现对物品的识别,跟踪,定位和管理,即“internet of things”。它是接下来网络发展的主要方向,具有全面感知,可靠传递,智能化处理的特点。所以物联网是互联网,传感网,移动网络等多种网络的融合,用户端由原来的人扩展到了任何的物与物之间都可进行通信以及信息的交换。但是随着这些网络的融合以及重新构成的统一的新的网络,使网络入侵,病毒传播等影响安全的可能性范围越来越大,它存在着原来多种网络已有的安全问题,还具有它自己的特殊性,如隐私问题,不同网络间的认证,信息可靠传输,大数据处理等新的问题将会更加严峻。所以在物联网的发展过程中,一定要重视网络安全的问题,制定统一规划和标准,建立完整的安全体系,保持健康可持续发展。

1 物联网的安全特性

物联网按照一般标准分为三个层次:应用层,网络层,感知层。应用层主要是计算机终端,数据库服务器等,进行数据的接收,分析和处理,向感知系统其他终端下达指令。网络层是依靠现有的网络,如因特网,移动网络等将应用层和感知层之间的通信数据进行安全可靠的传递,类似于人体的神经系统。感知层主要包含一些无线传感设备,RFID标签和读写器,状态传感器等,类似于人体的感官。虽然各层都具有针对性较强的密码技术和安全措施,但相互独立的安全措施不能为多层融合一起的新的庞大的物联网系统解决安全问题,所以我们必须在原来的基础上研究系统整合后带来的新的安全问题。

应用层支撑物联网业务有不同的策略,如云计算,分布式系统,大数据处理等等都要为相应的服务应用建立起高效,可靠,稳定的系统,这种多业务类型,多种平台,大规模的物联网系统都要面临安全架构的建立问题。

网络层虽然在因特网的基础之上有一定的安全保护能力,但在物联网系统中,由于用户端节点大量增加,信息节点也由原来的人与人之间拓展为物与物之间进行通信,数据量急剧增大,如何适应感知信息的传输,以及信息的机密性,完整性和可用性如何保证,信息的隐私保护,信息的加密在多元异构的物联网中显得更加困难。

感知层信息的采集,汇聚,融合,传输和信息安全问题,因为物联网的感知网络种类复杂,各个领域都有可能涉及,感知节点相对比较多元化,传感器功能简单,无法具有复杂的安全保护能力。

2 感知层的安全问题

由于应用层和网络层我们相对比较熟悉,而感知层是物联网中最能体现物联网特性的一层,信息安全保护相对比较薄弱的议程,我们了解一下感知层的安全问题。

感知层主要通过各类传感器和设备从终端节点收集信息,用传感器来标识物体,可无线或远程完成一些复杂的操作,节约人力成本。而物联网中这些传感器或设备大多安装在一些无人监控的地点,可以轻易接触或被破坏,极易被干扰,甚至难以正常运行,或被不法分子进行非法控制。

比如我们在物联网中常见的RFID系统,它主要设计用来提高效率,降低成本,由于标签成本的限制,也很难对起采用较强的加密方式。并且它的标签和阅读器采取无线的非接触方式,很容易受到侦听,导致在数据的收集,传输和处理过程中都面临严重的安全威胁。RFID系统一般部署在户外环境,容易受到外部影响,如信号的干扰,由于目前各个频带的电磁波都在使用,信号之间干扰较大,有可能导致错误读取命令,导致状态混乱,阅读器不能识别正确的标签信息;非法复制标签,冒充其它标签向阅读器发送信息;非法访问,篡改标签的内容,这是因为大多数标签为了控制成本没有采用较强的加密机制,大多都未进行加密处理,相应的信息容易被非法读取,导致非法跟踪甚至修改数据;通过干扰射频系统,进行网络攻击,影响整个网络的运行。

对此我们应该采取的安全措施为:首先对标签和阅读器之间传递的信息进行认证或加密,包括密码认证,数字签名,hash锁,双向认证或第三方认证等技术,保证阅读器对数据进行解密之前标签信息一直处于锁定状态;其次要建立专用的通信协议,通过使用信道自动选择,电磁屏蔽和信道扰码技术,来降低干扰免受攻击;也可通过编码技术验证信息的完整性提高抗干扰能力,或通过多次发送信息进行核对纠错。

所以针对感知层的安全威胁,我们需要建立有效的密钥管理体系,合理的安全架构,专用的通信协议确保感知层信息的安全、可靠和稳定。

3 物联网的密钥管理技术

物联网中的密钥管理是实现信息安全的有力保障手段之一,我们要建立一个涉及多个网络的统一的密钥管理体系,解决感知层密钥的分配,更新和组播等问题。而所有这些都是建立在加密技术的基础之上,通过加密实现完整性,保密性以及不可否认性等需求。加密技术分为两大部分:算法和密钥。之前国际上比较成熟的算法有AES,DES等,同时他们需要强大的密钥生成算法保证信息的安全。

目前的密钥管理技术主要分为对称密钥管理和非对称密钥管理,对称密钥管理又分为预分配方式,中心方式和分组分簇方式。比较典型的有q-composite密钥预置方法,概率密钥预分配方法,SPINS协议,E-G方法等,相对于非对称密钥系统,它的计算复杂度明显较低,但安全性也相对要低。非对称密钥管理中比较典型的就是ECC公钥密码体制,它的硬件实现简单,

在同等强度的大整数域中,它的计算和存储复杂度有很大的优势,在ECC上,乘法和加法运算速度较快,但配对运算较慢。

ECC是典型的基于椭圆曲线离散对数问题,它和传统的加密算法相比,具有安全性高,计算量小,处理速度快,存储空间小,带宽要求低的特点。因为ECC椭圆曲线上的点群离散对数计算困难性在计算时间复杂堵上目前是指数级别的,这就决定了它的抗攻击性强度非常高。在相同资源条件下,在加密速度上ECC远比其他加密算法快得多,因为ECC系统的密钥生成速度比传统的加密算法要快百倍以上,所以它的加密性能显然更高。同时ECC的密钥尺寸要比传统的加密算法小得多,但却具有同等的安全强度,所以意味着ECC所占的存储空间要小很多,这对于在物联网系统中机密算法受资源环境受限的影响下的使用具有非常重要的意义。在对于比较长的消息进行加密解密时,传统的算法和ECC对带宽都有一定得要求,基本处在同一个级别,但在较短消息的加密解密时,ECC的要求就明显底很多,所以ECC在无线网络环境下进行应用具有非常大的优势。

在物联网的密钥管理技术中,无论是对称密钥管理还是非对称密钥管理,能否进行高效运算,降低高层信息安全对各种运算的依赖,提高物联网信息的安全性,并降低安全成本都是在物联网系统中需要解决的问题。

4 结语

物联网安全技术对接下来物联网能否在各领域大规模推广起着至关重要的作用,由于物联网系统中信息的多元异构性,我们面临的物联网安全形势将会更加严峻。特别是感知层的安全研究有待加强,如何建立有效的跨越多网的安全架构,使我们的研究重点之一。在密钥的管理方面,如何提高加密算法的效率,提高传感器的性能都需要我們进行深入研究。同时我们还需要建立完善统一的安全技术标准,认证机制,成熟的安全安全体系才能应对物联网发展过程中面临的各种挑战。

参考文献:

[1]杨庚等,物联网安全特征与关键技术[J].南京邮电大学学报,2010(08):20-29.

[2]吴同,浅析物联网的安全问题[J].网络安全技术与应用,2010(8):7-8.

[3]温蜜等,基于传感器网络的物联网密钥管理[J].上海电力学院学报,2011(01)-0066-70.

[4]刘利民,物联网感知层中RFID的信息安全对策研究[J].武汉理工大学学报,2010(10):79-87.

[5]邵华等,物联网信息安全整体保护实现技术研究[J].技术应用,2010(09):83-88.

作者:肖广娣 凌云

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