◆陳勝華

5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)安全的探討

◆陳勝華

（廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西 530007）

隨著5G時(shí)代的推廣應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，萬(wàn)物互聯(lián)已成為技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的必然趨勢(shì)。由于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有統(tǒng)一，以及終端安全比較脆弱，安全威脅不斷惡化，端點(diǎn)安全復(fù)雜性倍增，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，并造成“連鎖效應(yīng)”。因此，急需政府、企業(yè)解決的物聯(lián)網(wǎng)終端安全課題。通過(guò)提升使用者安全意識(shí)、國(guó)家層面完善法律法規(guī)、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加強(qiáng)終端設(shè)備安全的研制進(jìn)行分析研究，完善物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制，增強(qiáng)用戶(hù)的使用規(guī)范，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的良性發(fā)展，構(gòu)建“萬(wàn)物互聯(lián)”新時(shí)代人類(lèi)命運(yùn)共同體的“福器”。

物聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)安全；5G；安全機(jī)制

物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入以基礎(chǔ)性行業(yè)和規(guī)模消費(fèi)為代表的第三次發(fā)展浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為人類(lèi)社會(huì)描繪出智慧化世界的美好藍(lán)圖。5G具有低功耗、低延時(shí)、高數(shù)據(jù)率的特點(diǎn)，2021年工業(yè)和信息化積極推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及應(yīng)用，加快城市5G覆蓋，加快智慧交通、智慧家居、智慧農(nóng)業(yè)等智慧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推進(jìn)共建共享，將有數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的物聯(lián)終端接入網(wǎng)絡(luò)，并產(chǎn)生海量信息實(shí)時(shí)交互數(shù)據(jù)。邊緣的物聯(lián)網(wǎng)安全，以新興的技術(shù)人工智能為代表與物聯(lián)網(wǎng)形成新一輪的產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。5G時(shí)代的到來(lái)，政府倡導(dǎo)并推動(dòng)智慧城市物聯(lián)網(wǎng)落地，物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)業(yè)與邊緣安全產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新正在迎來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇。

物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展，必須保證其網(wǎng)絡(luò)安全及邊緣安全作為前提。5G技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展搭建一條快速通道，但5G的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)新的網(wǎng)絡(luò)安全威脅將阻礙著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備本身就有的安全漏洞，在5G的應(yīng)用環(huán)境下，物聯(lián)網(wǎng)終端具有多樣性、跨度大、運(yùn)算能力弱的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)將面臨新的安全挑戰(zhàn)。只有保證物聯(lián)網(wǎng)的安全性前提下，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用才能走得更長(zhǎng)遠(yuǎn)。

1 物聯(lián)網(wǎng)終端面臨的安全威脅

在5G的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中，物聯(lián)網(wǎng)終端更多的接入方式是通過(guò)SIM卡或無(wú)線(xiàn)連接，SIM卡和無(wú)線(xiàn)存在認(rèn)證密鑰交換協(xié)議漏洞，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，攻擊者向終端設(shè)備發(fā)送特定的間諜軟件短信，以此提取該終端設(shè)備的數(shù)據(jù)。智能家居、智慧城市、智慧醫(yī)療、自動(dòng)駕駛汽車(chē)等物聯(lián)網(wǎng)終端都有可能成為攻擊的目標(biāo)，并形成“連鎖”效應(yīng)，影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的安全。物聯(lián)網(wǎng)終端面臨如下幾個(gè)方面的安全威脅：

1.1 物聯(lián)網(wǎng)終端硬件安全威脅

由于成本的控制，或是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)所限制，在硬件的設(shè)計(jì)上安全考慮不足，硬件本身在出廠(chǎng)的時(shí)候就存在安全漏洞，缺少硬件連接信任安全機(jī)制，對(duì)外界又沒(méi)有采用電磁信號(hào)屏蔽機(jī)制，攻擊者可通過(guò)信道攻擊獲取密碼。廠(chǎng)家為了便于終端的本地或遠(yuǎn)程進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)，往往對(duì)硬件留有調(diào)試接口。如果這些調(diào)試接口沒(méi)有相應(yīng)的安全管理機(jī)制，這就相當(dāng)于給攻擊者留攻擊的“后門(mén)”，從而構(gòu)成極大的安全威脅。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件安全威脅

5G更容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，安全問(wèn)題在于5G的相關(guān)應(yīng)用軟件，不同于4G網(wǎng)絡(luò)，5G更多的是硬件問(wèn)題。5G只是一個(gè)工具，本身沒(méi)有安全，與傳統(tǒng)的接口提供的服務(wù)相比比較復(fù)雜。由于企業(yè)控制成本，沒(méi)有投入足夠的人力開(kāi)發(fā)軟件，而是直接采用開(kāi)源的源代碼，對(duì)源代碼沒(méi)有做安全檢測(cè)，并缺少安全有效持續(xù)的更新機(jī)制、授權(quán)機(jī)制、認(rèn)證機(jī)制，給物聯(lián)網(wǎng)終端造成極大的安全威脅。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)安全威脅

物聯(lián)網(wǎng)終端要求每天24小時(shí)工作，不斷產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，并且在暴露的環(huán)境中工作。數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在本地或云端，由于終端設(shè)備缺少不安全的通信機(jī)制和本地?cái)?shù)據(jù)安全保護(hù)機(jī)制，數(shù)據(jù)在保存或傳輸過(guò)程容易被攻擊者非法獲取。云端服務(wù)平臺(tái)受到攻擊，或是云服務(wù)器使用弱口令認(rèn)證，都有可能造成用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 通信機(jī)制的安全威脅

5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)終端的連接方式主要是采用無(wú)線(xiàn)連接，由于終端計(jì)算資源等原因，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)傳輸缺少加密的通信機(jī)制。設(shè)備相互連接缺少安全認(rèn)證機(jī)制，甚至終端設(shè)備的權(quán)限沒(méi)有配置安全認(rèn)證，也沒(méi)有做網(wǎng)絡(luò)隔離或防火墻設(shè)置，攻擊者可利用無(wú)線(xiàn)連接的缺陷連接到終端，通過(guò)終端連接到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。不安全的通信機(jī)制更容易遭到攻擊者入侵。

物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)安全防護(hù)不均勻，呈現(xiàn)重平臺(tái)、輕終端的管理方式，在管理平臺(tái)上層層加固，各方面的信息安全都能考慮，配套的防護(hù)措施和應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)比較齊全，管理比較到位，但對(duì)于終端卻管理不到位，可以說(shuō)是放任不管。而物聯(lián)網(wǎng)終端本身的技術(shù)防護(hù)能力比較弱，由于終端缺少有效的管理，成為物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)，也是攻擊者經(jīng)常攻擊的對(duì)象。

2 物聯(lián)網(wǎng)終端安全保障與措施

隨著5G的商業(yè)化不斷推進(jìn)，加快物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目落地，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的青睞，甚至很多年輕人把物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用作為裝修的標(biāo)準(zhǔn)，享受科技帶來(lái)的質(zhì)感。而物聯(lián)網(wǎng)終端也成為非法攻擊新的超聲，并形成“黑色”產(chǎn)業(yè)化，嚴(yán)重影響物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遇到的安全性問(wèn)題，必須克服5G從4G繼承而帶來(lái)的安全漏洞。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所面臨的安全問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)做好頂層設(shè)計(jì)，國(guó)家完善相應(yīng)法律法規(guī)，應(yīng)用者提高使用者的安全意識(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上下都采取積極的應(yīng)對(duì)措施，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用保駕護(hù)航。

2.1 行業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)更安全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品

5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)安全需要徹底打破互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代“去中心化”的思維定式，從設(shè)備、數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)連接、基礎(chǔ)設(shè)施等多個(gè)維度加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，強(qiáng)化全面保障[6]。

企業(yè)應(yīng)加快物聯(lián)網(wǎng)5G標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研制。積極推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研制工作，把物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)安全與行業(yè)發(fā)展應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，在實(shí)踐過(guò)程中不斷探索安全標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)更新。密切關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)規(guī)劃制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，在設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全以及信息的保密要求做好與產(chǎn)業(yè)各方的工作協(xié)同，動(dòng)態(tài)更新與新時(shí)代適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

企業(yè)間應(yīng)進(jìn)一步加大物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)與產(chǎn)業(yè)間的合作與交流。做好物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)跨行業(yè)交流以及國(guó)際合作，積極參與物聯(lián)網(wǎng)安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

2.2 國(guó)家制定法律法規(guī)

在國(guó)家大環(huán)境的應(yīng)用中，國(guó)家應(yīng)政策引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加強(qiáng)終端設(shè)備接入驗(yàn)證，提升自身安全等級(jí)，并形成系統(tǒng)保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)遴選并嵌入符合終端應(yīng)用的加密算法，保障信息的機(jī)密性，保護(hù)信息的完整性、可鑒別性以及可追溯性，為終端設(shè)備消息提供長(zhǎng)度固定的身份標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)終端間在線(xiàn)的數(shù)據(jù)加密，提升終端本身的安全強(qiáng)度，減少對(duì)資源的消耗。同時(shí)國(guó)家出臺(tái)相應(yīng)政策，通過(guò)法律法規(guī)、生產(chǎn)規(guī)范、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)明確上下游企業(yè)生態(tài)鏈安全防護(hù)，引導(dǎo)企業(yè)制定統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，形成誰(shuí)生產(chǎn)誰(shuí)負(fù)責(zé)安全有效制度，積極推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展。

3 新時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)

習(xí)近平總書(shū)記在網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，必須站在全球信息革命和網(wǎng)絡(luò)空間競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高度，謀求網(wǎng)絡(luò)空間戰(zhàn)略主動(dòng)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全、建設(shè)良好網(wǎng)絡(luò)生態(tài)、完善信息社會(huì)治理等領(lǐng)域。

在5G時(shí)代，人們更注重的是數(shù)據(jù)的安全。但物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集，運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，確認(rèn)終端收集的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路是否正常，而不檢驗(yàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否安全。這就需要物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)人員、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、企業(yè)研究機(jī)構(gòu)以及政府共同努力，政府出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)引導(dǎo)和監(jiān)督，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)聯(lián)系合作，成立相關(guān)安全協(xié)會(huì)，建立起有效的“政策+技術(shù)+服務(wù)”的生態(tài)服務(wù)協(xié)同管理安全機(jī)制。物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)需提高自身的安全意識(shí)，企業(yè)制定職業(yè)規(guī)范起輔助作用，從業(yè)人員應(yīng)自覺(jué)遵守職業(yè)道德，從“邊運(yùn)管”構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全體系。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全職業(yè)道德

物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從業(yè)人員不僅需要高超的專(zhuān)業(yè)技能，更需要高尚的職業(yè)道德。企業(yè)必須對(duì)從業(yè)人員定期進(jìn)行培訓(xùn)專(zhuān)業(yè)技能和職業(yè)道德，不斷提升從業(yè)人員的工作技能，提高職業(yè)素養(yǎng)。只有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)技能和良好的職業(yè)素養(yǎng)，在處理物聯(lián)網(wǎng)安全故障時(shí)才會(huì)遵守職業(yè)道德，嚴(yán)格保密用戶(hù)數(shù)據(jù)，并嚴(yán)格按照規(guī)范的工作流程處理好工作過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，防止用戶(hù)數(shù)據(jù)泄漏，減少網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，造成不必要的損失。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全道德規(guī)范

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全道德規(guī)范是指從業(yè)人員在建設(shè)或數(shù)據(jù)維護(hù)過(guò)程中能夠廉潔自律，自覺(jué)維護(hù)數(shù)據(jù)和信息的安全，不把用戶(hù)數(shù)據(jù)泄漏出去，企業(yè)設(shè)置“安全防火墻”以及行為“安全紅線(xiàn)”等道德行為規(guī)范，并加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全道德規(guī)范培訓(xùn)，防止從業(yè)人員利用自己的特權(quán)給網(wǎng)絡(luò)留“后門(mén)”，造成用戶(hù)數(shù)據(jù)泄密甚至丟失。只有不斷給從業(yè)人員強(qiáng)化“信息安全”的重要性和問(wèn)題的嚴(yán)重性，不斷提升從業(yè)人員的防范意識(shí)，做到警鐘長(zhǎng)鳴，只有正確的思想和規(guī)范的行為，從業(yè)人員才不會(huì)因小利而擅自利用特權(quán)，甚至可能造成惡果，知法而不犯法。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的安全意識(shí)

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)泄漏往往是企業(yè)安裝人員在施工過(guò)程沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人員在安裝或維護(hù)過(guò)程必須遵守職業(yè)道德，習(xí)近平主持召開(kāi)網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作座談會(huì)強(qiáng)調(diào)：“網(wǎng)絡(luò)安全為人民，網(wǎng)絡(luò)安全靠人民，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全是全社會(huì)共同責(zé)任，需要政府、企業(yè)、社會(huì)組織、廣大網(wǎng)民等共同參與，共筑網(wǎng)絡(luò)安全防線(xiàn)[7]”。

對(duì)物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的安全建立相應(yīng)的安全管理機(jī)構(gòu)、不斷完善和加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的管理功能等都是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全管理需要做的工作。企業(yè)定時(shí)電話(huà)或通過(guò)平臺(tái)發(fā)信息物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)，提醒不定期修改密碼、升級(jí)和防范等安全意識(shí)。只有產(chǎn)業(yè)鏈所有人員自覺(jué)遵守管理制度、運(yùn)行維護(hù)和管理制度，并形成安全生態(tài)機(jī)制，防止用戶(hù)泄漏，才能保證物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的安全。

4 5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)智能自保護(hù)

以5G為代表的信息通訊技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更加普及，各種物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備與人們緊密串聯(lián)起來(lái)，加快人們對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度，即萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代。但萬(wàn)物互聯(lián)存在安全漏洞風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)部門(mén)侵權(quán)的終端設(shè)備只要有一個(gè)被攻破，這將會(huì)產(chǎn)生“連鎖效應(yīng)”全網(wǎng)都被入侵的危險(xiǎn)。

5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_(kāi)發(fā)-安全-運(yùn)營(yíng)”模式，網(wǎng)絡(luò)安全必須貫穿整個(gè)過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)安全與物聯(lián)網(wǎng)必是形影不離，安全是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前提，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是安全的保障，兩者都要同步推進(jìn)。2020年在新冠的影響下，國(guó)家加速“新基建”的啟動(dòng)，5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興產(chǎn)業(yè)得到快速的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)安全將成為“新基建”保駕護(hù)航的基石，從“端管邊云”進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行“安全監(jiān)測(cè)、安全防御、數(shù)據(jù)加密、態(tài)勢(shì)感知”物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)系統(tǒng)，基于人工智能和行為分析的下一代終端系統(tǒng)是提升設(shè)備和后端系統(tǒng)安全級(jí)別的關(guān)鍵[8]，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)機(jī)器“學(xué)習(xí)”，當(dāng)終端MAC地址發(fā)生變化時(shí)，服務(wù)端自動(dòng)停止該終端的訪(fǎng)問(wèn)，或是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常服務(wù)端啟動(dòng)自動(dòng)修復(fù)。

5 展望與結(jié)束語(yǔ)

5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)要走得更遠(yuǎn)、更深入人心，安全則必不可少。將采用無(wú)中心模式，從物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多種方式安全協(xié)同，企業(yè)做到“邊運(yùn)管”安全管理體系，系統(tǒng)自動(dòng)升級(jí)保護(hù)。采取政府出臺(tái)安全保障措施，企業(yè)制定統(tǒng)一安全標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)提升應(yīng)用安全意識(shí)等方式積極主動(dòng)地保護(hù)數(shù)據(jù)安全，5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)才能更加安全。

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廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（編號(hào)：2019KY1285）