物联网环境下网络安全挑战与解决方案

引言

物联网作为新一代信息技术的重要发展方向，正在深刻改变着人类的生产和生活方式。然而，物联网系统中海量设备的互联互通也带来了前所未有的安全挑战。相比传统互联网，物联网面临着更为复杂和严峻的安全形势。因此，深入分析物联网环境下的安全威胁，研究有效的防御策略，对于保障物联网健康发展具有重要意义。

一、物联网的概述

物联网指的是借助传感器、射频识别、二维码以及无线通信等一系列技术手段，把物理世界里各种各样的物体，像设备、机器、家居、车辆等，与互联网连接起来，实现万物互联的一种智能网络系统。其关键之处在于，先经由感知层去采集物体的状态数据，接着凭借网络层将这些数据传输到平台层，随后借助应用层来实现数据分析以及智能决策，最终为各个行业赋予能量[1]。物联网消除了物理世界和数字世界之间的界限，在智能家居、工业监控、智慧城市、农业物联网等诸多领域都有广泛应用，它凭借数据共享以及协同控制，提高了效率，降低了成本。

二、物联网环境下的网络安全挑战

（一）设备安全

物联网设备安全作为网络安全的首要防线，却由于硬件方面的限制而沦为薄弱之处。数量众多的物联网设备像智能摄像头、传感器等，鉴于成本以及体积的限制，一般会采用经过简化的处理器与操作系统，缺少完备的安全芯片以及加密模块，部分设备在出厂之时就预先设置了强度较弱的密码并且无法进行更改，或者没有预留安全更新的接口，使得漏洞长时间存在。攻击者可借助扫描设备漏洞来进行批量入侵，比如利用智能家居设备存在的安全缺陷来植入恶意程序，可控制单个设备，还可将其当作跳板去攻击整个家庭网络，甚至可形成僵尸网络来发起大规模的 DDoS 攻击，这对设备所有者以及网络基础设施构成了双重威胁。

（二）数据安全

物联网环境里数据安全面临着全生命周期的威胁，在数据采集、传输以及存储等各个环节都存在着风险，设备所采集的大量数据中包含着用户的隐私信息，像位置轨迹、健康数据等，要是在传输过程中没有采用端到端加密的方式，很容易被中途截获并且篡改。有部分企业为了降低成本，把数据存储在缺乏安全防护的云端服务器，或者没有建立数据分类机制，致使敏感数据和普通数据混合存放[2]。

（三）网络安全

物联网网络架构有复杂性，这使得网络安全防护的难度急剧增加，传统网络的边界变得模糊，众多设备借助无线Wi-Fi、蓝牙、LoRa 等多种协议接入网络，但不同协议的安全标准并不统一，如此一来容易形成防护的盲区，边缘计算节点分布广泛，这致使网络攻击面大幅扩张，攻击者可利用边缘节点存在的安全漏洞入侵核心网络。在网络通信过程中，设备间的认证机制较为薄弱，容易出现伪造设备接入、数据重放攻击等问题，而且物联网网络流量呈现出碎片化、高频次的特点，传统防火墙以及入侵检测系统难以有效地识别异常流量，也难以实时拦截针对物联网设备的定向攻击，使得攻击行为长时间潜伏而不被察觉。

（四）身份验证和授权

物联网环境下身份验证和授权机制存有缺陷，无法保障设备及用户合法权益，多数设备用静态密码或默认凭证，缺乏动态验证手段，易遭暴力破解或被窃取，设备与平台、设备与设备间身份认证机制不完善，攻击者能伪造合法设备身份接入网络，窃取数据或发出虚假指令，授权管理缺精细化控制，常出现权限过度分配现象，像某类传感器获超其功能需求的网络访问权限。

三、物联网环境下网络安全解决方案

（一）加强设备安全

强化设备安全要从整个生命周期入手，在硬件设计时期嵌入安全芯片以及加密模块，以此提高设备抵御物理攻击的能力，厂商需要摒弃默认的弱密码模式，强制用户在首次使用之时修改密码，并且预留安全更新接口，借助 OTA 定期推送固件补丁，构建设备安全认证体系，对入网设备开展严格的安全检测，禁止有高危漏洞的设备接入网络。推广设备安全基线配置，限制设备不必要的功能以及端口开放，降低攻击面，针对老旧设备，要建立淘汰机制，防止因无法更新安全补丁而成为网络安全隐患 [3]。

（二）数据加密和安全传输

数据加密要贯穿采集、传输以及存储的整个流程，运用国密算法来对敏感数据实施端到端加密，以此保证数据在传输期间不会被破解，构建数据分类分级机制。针对不同级别的数据采用不一样的加密策略，对于核心数据运用动态密钥管理方式，定期更换加密密钥。在传输方面，推行TLS/DTLS 等安全传输协议，防止因为明文传输而致使数据泄露。存储环节运用加密存储技术，就算数据库遭遇非法访问，也不能获取到有效数据，建立数据传输审计机制，对数据流转的过程进行全程记录，实现数据可追溯的目的。

（三）网络安全防护措施

搭建起多层次的网络安全防护体系，需在网络边界布置新一代防火墙以及入侵检测系统，并且依据物联网碎片化流量的特性来优化检测规则，运用网络分段技术，把物联网设备与核心业务网络隔离开来，借助微分段对设备间的横向通信加以限制，在边缘节点安置轻量级安全代理，实时监测异常行为并进行上报。

（四）身份验证和授权机制

打造动态身份验证体系，积极推广多因素认证，把密码、生物特征以及硬件令牌等多种验证方式相结合以此提高安全性。在设备层面运用基于数字证书的身份认证机制，给每一台设备颁发独一无二的数字证书，以此保证设备身份的合法性，构建精细化授权管理模型，按照最小权限原则来分配访问权限，实现权限的动态调整。引入零信任架构，默认情况下不信任任何设备和用户，持续对访问者的身份和权限进行验证，完善权限撤销机制，当设备停用或者用户离职时，借助集中管理平台及时收回相关权限，消除权限滥用的风险。

结语：

物联网迅速发展推动社会走向智能化，但其网络安全问题不容小觑，设备安全存在薄弱之处、数据有泄漏风险、网络防护面临困境以及身份授权存在缺陷，这些因素共同构成了物联网安全的主要挑战。本文给出全生命周期设备安全管理、数据全流程加密传输、多层次网络防护以及动态身份授权等解决办法，为应对这些挑战提供了可行途径。随着物联网技术持续演进，仍需不断优化安全策略，强化技术创新与标准建设，构建更为坚实的安全防线，如此才能充分释放物联网的价值，保障用户权益以及社会数字基础设施安全稳定运行。

参考文献：

[1] 蒋忠均 , 苟泽涛 . 物联网环境下网络信息传播安全控制技术研究 [J]. 通讯世界 , 2024, 31 (06): 64-66.

[2] 王承悦. 网络安全与隐私保护技术在物联网环境中的应用研究[J]. 信息与电脑 ( 理论版 ), 2024, 36 (08): 210-212.

[3] 刘恩锴 , 杨再锦 . 云计算环境下的工业物联网网络安全探讨与分析 [J]. 信息与电脑 ( 理论版 ), 2024, 36 (06): 206-208.