如何對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全管理至關(guān)重要

近年來，物聯(lián)網(wǎng)已獲得了企業(yè)和個(gè)人消費(fèi)者的一致好評(píng)。然而，這種新技術(shù)的大量采用也引發(fā)了許多安全問題。簡單地說，每一個(gè)連接到“互聯(lián)網(wǎng)”的“東西”都是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的潛在安全威脅?？偛课挥谂f金山的物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議“物聯(lián)網(wǎng)世界”對(duì)100多家物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)安全和實(shí)施是采用物聯(lián)網(wǎng)的兩大挑戰(zhàn)。

根據(jù)2020 Unit 42 IoT威脅報(bào)告顯示，目前98%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備流量未進(jìn)行加密，這意味著網(wǎng)絡(luò)上絕大多數(shù)機(jī)密和個(gè)人數(shù)據(jù)極易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。此外，57%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備很容易被黑客利用，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀资艿街械瘸潭鹊墓?。鑒于物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢及其指數(shù)級(jí)增長的普及性，重新審視如何對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全管理至關(guān)重要。

但首先，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商使用的現(xiàn)有安全架構(gòu)到底有什么問題，物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員是否可以有效地解決這一問題？

便利性優(yōu)先于安全性

連網(wǎng)設(shè)備主要是為了方便用戶而設(shè)計(jì)的：它們使網(wǎng)絡(luò)訪問變得更容易，這通常是自動(dòng)的，也可以通過輸入用戶憑據(jù)來實(shí)現(xiàn)。這使人們可以在世界任何地方輕松使用他們的設(shè)備。與此同時(shí)，這也為網(wǎng)絡(luò)犯罪分子打開了無數(shù)扇大門，他們可以入侵連網(wǎng)設(shè)備并竊取個(gè)人信息，如財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)或敏感的醫(yī)療信息。

矛盾的是，大多數(shù)消費(fèi)者都意識(shí)到了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的這些漏洞，卻為了方便而愿意犧牲安全和隱私。最值得注意的例子可能是物聯(lián)網(wǎng)家庭自動(dòng)化中經(jīng)常使用的智能揚(yáng)聲器，比如Amazon Echo和Google home。盡管這兩家公司的員工都承認(rèn)為了改善服務(wù)而傾聽用戶的談話，但這對(duì)這些設(shè)備的銷量幾乎沒有影響。

安全是第二要?jiǎng)?wù)

例如，一對(duì)住在密爾沃基的夫婦遭遇了一起隱私泄露事件，這讓人想起了恐怖電影中的一幕。一名網(wǎng)絡(luò)罪犯接管了他們的智能家居系統(tǒng)，大音量播放令人不安的音樂，通過攝像頭與他們說話，并將房間溫度調(diào)到0度。盡管這是一種相對(duì)無害的行為，但此類事件正變得越來越普遍，應(yīng)該引起大家足夠關(guān)注。歸根結(jié)底，普通消費(fèi)者的隱私對(duì)于黑客來說是一件輕而易舉的事情。然而，在用戶信息被竊取和濫用之前，大多數(shù)消費(fèi)者似乎根本不在乎。

從商業(yè)角度來看，在當(dāng)今競爭激烈世界中，產(chǎn)品上市時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。不幸的是，設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性被放在第二位。例如，《全球印刷安全格局報(bào)告》披露，在2019年，英國、法國和德國60％的企業(yè)打印機(jī)被黑客入侵，導(dǎo)致超過40萬美元的損失。

集中式物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模式

目前，物聯(lián)網(wǎng)采用客戶端/服務(wù)器模式，或集中式網(wǎng)絡(luò)模式。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用單個(gè)網(wǎng)關(guān)在它們之間傳輸數(shù)據(jù)，并通過云服務(wù)器進(jìn)行連接。（來自物聯(lián)之家網(wǎng)）在過去的幾十年中一直使用這種模型，但它不再適用于越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及其共享的數(shù)據(jù)量。集中式體系架構(gòu)有許多缺點(diǎn)：

▲集中式云的維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本高昂。隨著連網(wǎng)設(shè)備的普及，成本將繼續(xù)上升。

▲與其他集中式基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)交換受限，因此互操作性較低。

▲單個(gè)網(wǎng)關(guān)不可靠，因?yàn)橹灰テ茊蝹€(gè)設(shè)備就可以入侵整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

Mirai事件是證明集中式模式不可靠的示例之一。作為有史以來最大的DDoS攻擊，Mirai DDoS (分布式拒絕服務(wù)攻擊)僵尸網(wǎng)絡(luò)成功地減緩或完全停止了幾乎整個(gè)東海岸的互聯(lián)網(wǎng)。科技公司Dyn遭受的攻擊最嚴(yán)重，直接損失就超過了1.1億美元。

區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)安全

區(qū)塊鏈（一種分散的分布式分類賬）是一項(xiàng)革命性技術(shù)，可以成為克服物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

以下特性使區(qū)塊鏈成為抵抗物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)威脅的有效武器。

▲分散性

在區(qū)塊鏈分類賬中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在世界各地的不同節(jié)點(diǎn)上，從而消除了單點(diǎn)故障。在向網(wǎng)絡(luò)添加任何數(shù)據(jù)之前，所有節(jié)點(diǎn)都必須批準(zhǔn)并驗(yàn)證它。因此，未經(jīng)所有網(wǎng)絡(luò)參與者的共同同意，不允許進(jìn)行任何更改。這種方法被稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，旨在保護(hù)區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)免受惡意方的攻擊。由于不是單一服務(wù)器，因此無法進(jìn)行中間人攻擊。

▲公共訪問

區(qū)塊鏈?zhǔn)枪_的，這意味著網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)人都可以訪問它。所有網(wǎng)絡(luò)參與者都可以看到存儲(chǔ)塊和事務(wù)的公共歷史記錄，但是他們需要私鑰才能看到內(nèi)容。這使得所有操作完全透明，并同時(shí)確保數(shù)據(jù)安全。一旦一條信息存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，就無法更改它。

▲安全數(shù)據(jù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)褂酶呒?jí)加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)，這使得數(shù)據(jù)更加私密。這樣做主要是為了在沒有風(fēng)險(xiǎn)的情況下開展金融業(yè)務(wù)。使用區(qū)塊鏈，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以以與金融交易相同的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)事物之間的安全通信。

物聯(lián)網(wǎng)安全中的區(qū)塊鏈?zhǔn)纠?/p>

區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)安全中的應(yīng)用使得連網(wǎng)設(shè)備之間能夠直接共享數(shù)據(jù)，而無需通過集中式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，從而降低了物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅的敏感性。根據(jù)Gartner的調(diào)查，目前在美國具有物聯(lián)網(wǎng)功能的企業(yè)中，區(qū)塊鏈采用率最高的行業(yè)是制藥、運(yùn)輸和能源。所有這些行業(yè)都依賴于實(shí)物運(yùn)輸，并且大多數(shù)成功采用區(qū)塊鏈的公司都是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的“佼佼者”。

或許將這兩種技術(shù)成功結(jié)合的最佳方法是在每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中安裝芯片。例如，由錨定區(qū)塊鏈安全專家Ubirch、捷德移動(dòng)安全和物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商1NCE組成的聯(lián)盟開發(fā)了一種物聯(lián)網(wǎng)安全服務(wù)，該服務(wù)利用區(qū)塊鏈和傳感器嵌入式芯片的功能來顯著提高安全性。數(shù)據(jù)不再從傳感器傳輸?shù)酱鷾?zhǔn)的云端，這一舉措消除了“中間人”式黑客攻擊的可能性?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)被設(shè)備上的私鑰直接密封，并錨定在公共區(qū)塊鏈中，從而創(chuàng)建該傳感器的不變且不可辯駁的記錄。

IBM和三星已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，稱為ADEPT（自動(dòng)分散對(duì)等遙測）。它使用智能合約和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息來創(chuàng)建分布式物聯(lián)網(wǎng)。ADEPT可能會(huì)在智能家居中找到應(yīng)用，例如三星洗衣機(jī)可以成為一個(gè)半自動(dòng)設(shè)備，能夠執(zhí)行自助服務(wù)和維護(hù)。如果洗衣機(jī)出故障，它會(huì)通知操作員故障情況，并自行安裝軟件更新。通過使用ADEPT，洗衣機(jī)可以與網(wǎng)絡(luò)中的其他智能設(shè)備進(jìn)行通信，以優(yōu)化能效。例如，如果電視機(jī)開著的話，洗衣服的洗滌周期可能會(huì)推遲幾個(gè)小時(shí)。此外，它還允許洗衣機(jī)管理其洗衣液的供應(yīng)：支付訂單費(fèi)用，并從零售商處收到發(fā)貨確認(rèn)。洗衣機(jī)的主人會(huì)在智能手機(jī)上收到購買洗衣液通知。

自稱為物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室的Chronicled將這兩種技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于醫(yī)藥供應(yīng)鏈。開發(fā)的解決方案允許藥品生產(chǎn)商、批發(fā)商和醫(yī)院監(jiān)控藥品運(yùn)輸?shù)拿恳徊?，這使得盜賊更難以處理偷來的藥物，并防止偽造商的偽造藥物行為。

區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)安全：實(shí)施挑戰(zhàn)

盡管在物聯(lián)網(wǎng)安全方面采用區(qū)塊鏈有許多優(yōu)勢，但該技術(shù)還遠(yuǎn)非完美。作為比特幣的技術(shù)推動(dòng)者，區(qū)塊鏈在加密貨幣領(lǐng)域表現(xiàn)出色：在將貨幣從一個(gè)人轉(zhuǎn)移到另一個(gè)人時(shí)保護(hù)敏感的金融數(shù)據(jù)。然而，物聯(lián)網(wǎng)意味著對(duì)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的控制，其中必須建立多層安全機(jī)制。

采用方式的主要障礙之一是與區(qū)塊鏈的優(yōu)勢之一矛盾地聯(lián)系在一起：網(wǎng)絡(luò)上的每項(xiàng)操作都必須得到其他網(wǎng)絡(luò)參與者的批準(zhǔn)才能生效。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）例如，如果在其中一個(gè)連網(wǎng)設(shè)備上發(fā)現(xiàn)了明顯的安全漏洞，則拒絕訪問該設(shè)備將大大減少傳播惡意軟件的負(fù)面影響。然而，在更大的范圍內(nèi)，成千上萬的“東西”連接到大型網(wǎng)絡(luò)，可能很難獲得大多數(shù)實(shí)體的一致同意。

這似乎至少可以在智能家居這樣的小型系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。不幸的是，另一個(gè)挑戰(zhàn)出現(xiàn)了：家用設(shè)備通常沒有足夠的計(jì)算能力來支持區(qū)塊鏈。

解決這一挑戰(zhàn)并非易事，但自定義的區(qū)塊鏈平臺(tái)可以作為一個(gè)解決方案。區(qū)塊鏈開發(fā)人員必須確保無需常規(guī)的區(qū)塊鏈共識(shí)就可以立即從網(wǎng)絡(luò)中清除損壞的設(shè)備。

總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)復(fù)雜的問題，需要綜合的方法和創(chuàng)新的解決方案。在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中提高安全性和可靠性的一種可能方法是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)。

通過使用區(qū)塊鏈將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分散化并消除單點(diǎn)故障，連網(wǎng)設(shè)備可獲得額外的保護(hù)，并且不容易受到惡意軟件和其他攻擊的侵害。分散式物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的其他優(yōu)勢包括更多的自主操作以及更低的網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)成本。

然而，區(qū)塊鏈并不是應(yīng)對(duì)所有物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的靈丹妙藥。為了驗(yàn)證和保護(hù)快速增長的連網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，有必要考慮周全的策略并結(jié)合多種方法來實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全。