图书名称：《物联网信息安全第2版》【作者】桂小林编著【丛书名】“十二五”国家重点图书出版规划；物联网工程专业规划教材【页数】326【出版社】北京：机械工业出版社,2021.05【ISBN号】978-7-111-68061-1【价格】79.00【分类】物联网-信息安全-高等学校-教材【参考文献】桂小林编著.物联网信息安全第2版.北京：机械工业出版社,2021.05.图书封面：图书目录：《物联网信息安全第2版》内容提要：本书采用分层的架构思想，自底而上介绍物联网信息安全的相关技术，主要包括物联网安全体系、物联网信息安全基础、物联网感知安全（含RFID安全技术和二维码安全技术）、物联网接入安全、物联网系统安全、物联网隐私安全、区块链及其应用等内容，涉及数据加密技术、消息摘要技术、信任管理技术、身份认证技术、访问控制技术、安全协议技术、入侵检测技术、隐私保护技术、区块链技术等知识点。本书既可以作为高校“网络与信息安全”“物联网信息安全”等课程的教材，也可以作为物联网工程师、信息安全工程师、计算机安全工程师等技术人员的参考书。《物联网信息安全第2版》内容试读第1章物联网安全体系一方面，物联网技术快速发展和广泛应用，已经影响到人们生活的各个方面，从智能小区、智慧校园到智慧城市，感知设备不断收集用户的各种数据，数据安全和风险问题日益突出；另一方面，物联网是一个融合计算机、通信、控制和智能等技术的复杂系统，涉及的安全问题更加多样和复杂，需要从全新的视角来研究。本章主要论述物联网的基本概念和特征，探讨物联网的信息安全现状和面临的信息安全威胁，研究物联网的信息安全体系。1.1物联网的概念与特征物联网(IteretofThig,IoT)代表了计算与通信技术发展的方向，被认为是继计算机、互联网之后信息产业领域的第三次发展浪潮。最初，IoT是指基于互联网利用射频识别(RadioFrequecyIDetificatio,RFID)技术、电子产品编码(ElectroicProductCode,EPC)标准在全球范围内实现的一种网络化物品实时信息共享系统。后来，oT逐渐演化成融合传统网络、传感器、AdHoc无线网络、普适计算和云计算等信息与通信技术(IformatioadCommuicatioTechology,ICT)的完整的信息产业链。1.1.1物联网的概念顾名思义，物联网是一个将所有物体连接起来形成的物-物相连的互联网络。作为新技术，物联网尚没有确切、统一的定义。一个被普遍接受的定义为：物联网是通过使用射频识别、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信2物联网信息安全息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络(或系统)。从上述定义可以看出，物联网是对互联网的延伸和扩展，其用户端延伸到世界上的任何物品。在物联网中，一把牙刷、一个轮胎、一座房屋，甚至是一张纸巾都可以作为终端，即世界上的任何物品都能连入网络；物与物之间的信息交互不再需要人工干预，物与物之间可实现无缝、自主、智能的交互。换句话说，物联网以互联网为基础，主要解决人与人、人与物和物与物之间的互联和通信。除了上面的定义之外，物联网在国际上还有如下几个代表性描述国际电信联盟：从时一空-物的三维视角来看，物联网是一个能够在任何时间(Aytime.)、入任何地点（Aylace),实现任何物体(Aythig)互联的动态网络，它包括个人计算机(PC)之间、人与人之间、物与人之间、物与物之间的互联欧盟委员会：物联网是计算机网络的扩展，是一个实现物-物互联的网络。这些物体可以有P地址，能够嵌入复杂系统中，通过传感器从周围环境获取信息，并对获取的信息进行响应和处理。中国物联网发展蓝皮书：物联网是一个通过信息技术将各种物体与网络相联，以帮助人们获取所需物体相关信息的巨大网络。物联网使用射频识别、传感器、红外感应器、视频监控、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，通过无线传感网、无线通信网络（如WFi、WLAN等）把物体与互联网连接起来，实现物与物、人与物之间实时的信息交换和通信，以达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的目的。1.1.2物联网的体系结构认识任何事物都要有一个从整体到局部的过程，对于结构复杂、功能多样的系统更是如此，物联网也不例外。因此，我们需要先了解物联网的整体结构，然后进一步讨论其中的细节。物联网采用开放型体系结构，不同的组织和研究群体提出了不同的物联网体系结构。但不管是三层体系结构还是四层体系结构，其关键技术是相通的。本节将介绍一种物联网四层体系结构，物联网的三层体系结构可在此基础上进行组合而实现。1.物联网四层体系结构目前，国内外研究人员在描述物联网体系结构时，多采用1TU-T在Y.2002建议中描述的泛在传感器网络(UiquitouSeorNetwork,USN)体系结构作为基础，它自下而上分为感知网络层、泛在接入层、中间件层、泛在应用层4个层次，如图1-1所示。USN分层框架的一个最大特点是依托下一代网络(NextGeeratioNetwork,NGN)的特点，各种传感器在靠近用户的地方组成无所不在的网络环境，用户在此环境中使用各种服务，NGN则作为核心基础设施为USN提供支持。显然，基于USN的物联网体系结构主要描述了各种通信技术在物联网中的作用，不能完整反映出物联网系统实现中的功能集划分、组网方式、互操作接口、管理模型第1章物联网安全体系3等，不利于物联网的标准化和产业化，因此需要进一步提取实现物联网系统的关键技术和方法，设计一个通用的物联网系统体系结构模型。智能家居智能交通绿色农业环境监测远程医疗泛在应用层中间件层0上下文管理了内容管理与建模目录服务器管理泛在服务空间信息管理泛在接入层接入网接入网接入网接入网接入感知网络层M2M传感器网关传感器网关⊙智能设备摄像头传感器RFID传感器网络图1-1物联网的USN体系结构图1-2给出了一种通用的物联网四层体系结构。该结构侧重物联网的定性描述而不是协议的具体定义，因此，物联网可以划分为一个包含感知控制层、数据传输层、数据处理层、应用决策层的四层体系结构。该体系结构借鉴了USN的思想，采用自下而上的分层架构。各层功能描述如下。(1)感知控制层感知控制层简称感知层，它是物联网发展和应用的基础，包括条形码识别器、各类传感器（如温湿度传感器、视频传感器、红外线探测器等）、智能硬件（如电表、空调等）和接人网关等。各种传感器感知目标环境的相关信息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过数据传输层提交到数据处理层进行处理。数据处理的结果可以反馈到本层，作为实施动态控制的依据。(2)数据传输层数据传输层负责接收感知层数据，并将数据传输到数据处理层，以及将数据处理结果返回感知层。数据传输层包括各种接入网络与设备，如短距离无线网络、移动通信网、互联网等，并实现不同类型网络间的融合，确保物联网感知与控制数据高效、安全和可靠地传输。此外，该层还提供路由、格式转换、地址转换等功能。4物联网信息安全应用决策层绿色农业工业监控公共安全城市管理智能家居远程医疗数据CLOUD人工智能处理层VPPSC物联网管理中心物联网信息中心“(编码、认证、鉴权、计费)(信息库、计算能力集)数据传输层W3G网络4G网络ZigBee'5G网络RFID网关一网关一网关网关感知控制层电表空调条形码摄像头车载设备红外线温湿度识别器探测器传感器图1-2物联网的四层体系结构(3)数据处理层数据处理层提供物联网资源的初始化，监测资源的在线运行状况，协调多个物联网资源（计算资源、通信设备和感知设备等）之间的工作，实现跨域资源间的交互、共享与调度，实现感知数据的语义理解、推理、决策，提供数据的查询、存储、分析、挖掘等功能。该层利用云计算(CloudComutig)、大数据(BigData)和人工智能(AI)等技术实现感知数据的高效存储与深度分析。(4)应用决策层应用决策层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供不同类型的服务，如检索、计算和推理等。物联网应用可分为监控型（物流监控、污染监控）入、控制型（智能交通、智能家居)、扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。该层针对不同应用类型定制匹配的服务。此外，物联网在每一层中还包括一些与服务质量相关的指标，如安全、容错、管理等，这些指标贯穿物联网系统的各个层次，为用户提供安全、可靠和可用的应用支持。2.物联网三层体系结构显然，在物联网的四层体系结构中，数据处理层和应用决策层可以合二为一，称为第1章物联网安全体系5应用决策层，这样物联网四层体系结构就变成了三层体系结构，即感知控制层、数据传输层、应用决策层。1.1.3物联网的特征2009年，当时的中国移动总裁王建宙指智能卡智能标签GPS出，物联网应具备三个特征：一是全面感知；全面感知二是可靠传递；三是智能处理。图1-3给出了二维码条形码传感器物联网的三大特征描述。1.全面感知近距离通信、RFID、蓝牙、WSN可靠传递通信网关“感知”是物联网的核心。物联网是由具有全面感知能力的物体和人组成的，为了使物5G、3G、4G、WiFi、Iteret体具有感知能力，需要在物体上安装不同类型的识别装置，包括电子标签、条形码与二维码数据库、虚拟机、物理机、云存储等，或者通过传感器、红外感应器等感知其物智能处理云（海）计算理属性和个性化特征。利用这些装置或设备，数据检索、处理、控制、管理可随时随地获取物品信息，实现全面感知。图1-3物联网的三大特征2.可靠传递数据传递的稳定性和可靠性是保证物一物相联的关键。由于物联网是一个异构网络，不同的实体遵守的协议、规范可能存在差异，需要通过相应的软、硬件转换这些协议，保证在物体之间实时、准确地传递信息。为了实现物与物之间的信息交互，对不同传感器的数据进行统一处理，必须开发出支持多协议格式转换的通信网关。通过通信网关，将各种传感器的通信协议转换成预先约定的统一的通信协议。3.智能处理物联网的目的是实现对各种物体（包括人）的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等。这就需要智能信息处理平台的支撑，通过云（海）计算、人工智能等技术，对海量数据进行存储、分析和处理，针对不同的应用需求，对物品实施智能化控制。由此可见，物联网融合了各种信息技术，突破了互联网的限制，将物体接入信息网络，实现了“物一物相联的互联网”。物联网支撑信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破，从而影响国民经济和社会生活的方方面面。1.1.4物联网的起源与发展物联网的起源可以追溯到1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中对信息技术未来的发展进行了预测，描述了物品接入网络后的一些应用场景，这可以说是物联网概念最早的雏形。但是，由于受到当时无线网络、硬件及传感器设备发展水平的限制，这6物联网信息安全一概念并未引起足够的重视：1999年，美国MIT(麻省理工学院)的Auto-ID实验室提出电子化产品代码(ElectroicProductCode,EPC)的概念，研究利用射频识别等信息传感设备将物体与互联网连接起来，实现了从网络上获取物体信息的自动识别技术，率先提出了“物联网”的概念，并构建了物一物互联的物联网解决方案和原型系统。2005年，国际电信联盟发布《ITU互联网研究报告2005：物联网》，指出了网络技术正沿着“互联网一移动互联网一物联网”的轨迹发展，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人发展到连接任何物品，而万物互联就形成了物联网。欧盟委员会于2007年1月启动了第七个科技框架计划(2007一2013年)，该框架下的RFID和欧洲物联网研究总体协调组(EuroeaReearchCluterotheIteretofThig)发布了《物联网战略研究路线图》研究报告，提出物联网是未来互联网的组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议、具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，它们使用智能接口，实现与信息网络的无缝整合。2009年，BM提出了“智慧地球”的研究设想，认为IT产业下一阶段的任务是把新一代T技术充分运用到各行各业之中。具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种设施和物体中，并且被普遍连接，形成物联网」2012年，TU对“物联网”“设备”“物”分别做了标准化的定义和描述。在这里，“物联网”是指，信息社会全球基础设施（通过物理和虚拟手段）将基于现有和正在出现的、信息互操作和通信技术的物质相互连接，以提供先进的服务。通过标识、数据捕获、处理和通信能力，物联网充分利用物体向各项应用提供服务，同时确保满足安全和隐私要求。从广义角度来说，物联网可被视为技术和社会影响方面的愿景。“设备”是指，物联网中具有强制性通信能力和选择性传感、激励、数据捕获、数据存储与数据处理能力的设备。“物”是指，物理世界（物理装置）或信息世界（虚拟事物）中的对象，这些对象是可以标识并整合到通信网中的。在我国，中国科学院于1999年启动了传感网的研究。2009年8月，我国首次提出了“感知中国”的理念。2010年3月，在我国政府工作报告中，提出要“大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。积极推进新能源汽车、‘三网’融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。”2010年6月，教育部批准开设“物联网工程”本科专业。2010年10月，在国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中，明确将物联网列为我国重点发展的战略性新兴产业之一，大力发展我国物联网产业成为具有战略意义的重要决策。···试读结束···...

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