物联网终端勒索软件传播阻断与端口防护研究

引言

物联网设备普及但硬件配置低、系统简化，缺乏安全规范[1]，防御薄弱。勒索攻击频发，如 2021 年智能家居网关遭 23 端口暴力破解勒索，2023 年工业物联网因端口漏洞停工，导致经济损失和公共安全风险[2]。

物联网勒索软件与传统差异：传播隐蔽（通过物联网协议、近场通信），攻击依赖端口突破（如 23、22、80 端口），设备开放端口易被扫描利用。当前防护研究单一，缺乏系统性协同方案。

本文分析传播模式与攻击机制，提出分层防护策略，提升抗攻击能力，保障系统稳定运行。

一、物联网终端勒索软件的传播特性与端口攻击机制

1.1 物联网终端勒索软件的传播特性

物联网终端勒索软件传播具有路径多元适配协议、依托集群规模化扩散、代码轻量化适配资源限制的特点。其传播路径多样且适配物联网协议，可通过网络协议（如MQTT）、近距离通信（蓝牙、Wi-Fi）或设备漏洞实现；依托物联网终端集群化布设，侵入一台后利用设备关联性迅速蔓延，致全域瘫痪；因终端资源有限（CPU、内存、存储弱），采用轻量化设计，代码体积小、用轻量级加密算法、精简攻击环节，降低资源占用和检测概率[3]。

1.2 物联网终端勒索软件的端口攻击机制

攻击者对物联网终端的攻击流程通常包含三个关键环节：首先扫描端口锁定目标，通过大规模工具探测网段，识别开放端口及设备类型——工业终端重点扫描 502 和 102端口判断 PLC 或 DCS 设备，智能家居终端扫描 23 和 8080 端口筛选默认凭证设备，生成“脆弱终端清单”；随后渗透入侵：对开放 22 或 23 端口的终端，尝试默认凭证夺取操控权；对开放 80 端口且存在SQL 注入漏洞的终端，注入勒索软件代码；对专用协议端口如61613，发送恶意载荷触发代码执行植入勒索软件；最终加密核心数据导致设备无法读取，同时修改端口设置仅保留“解密专用端口”供交互，逼迫支付赎金[4]。

二、物联网终端勒索软件传播阻断技术

2.1 轻量化行为检测技术：识别恶意传播行为

针对物联网终端资源有限的特性，采用轻量化行为检测手段，无需复杂运算即可辨识勒索软件的传播活动，具体包括以下两类技术：

物联网终端勒索软件检测采用两种方式：一是基于特征码快速匹配，提取加密函数、协议交互等关键特征构建<50KB 轻量特征集，终端定期扫描内存与网络包，通过滑动数据块匹配（每次1KB，耗时 <100ms ）比对代码片段，匹配度超 80% 即告警；二是基于异常行为动态监测，设定常规行为基准（如每日 MQTT 消息≤100 条、端口连接≤20次/小时），轻量模块实时收集指标比对，若发现短期内大量异常协议包（如 1 分钟 50条恶意 MQTT 消息）或端口连接突增（如 23 端口），判定疑似传播，即刻切断端口网络并向网关告警。

2.2 异常流量过滤技术：拦截传播路径

在物联网网关或边缘节点部署异常流量过滤机制，从网络层面对勒索软件传播进行阻断，主要包括以下措施：

针对物联网，通过协议流量过滤（建立 MQTT、CoAP、Modbus 等常用协议标准库，过滤异常流量如不合JSON 格式的 MQTT 消息体、异常 Modbus 功能码，限制单终端发送频率）、IP 与端口黑白名单管控（网关层面管控，阻断黑名单IP 通信及高危端口访问，校验白名单数据包合规性），以及终端准入控制（设备身份认证采用专属数字证书和单次动态密钥，拒绝无/无效证书设备；安全状态检测通过轻量 Agent 采集终端系统版本、端口状态等信息，强制修复漏洞或高危端口后接入），从源头阻断勒索软件传播。

三、物联网终端端口防护策略

3.1 实施动态端口管控机制以缩减攻击面

3.1.1 按需开放与动态启闭端口

推行端口动态启闭策略：仅在需用时开放端口，用后立即关闭。例如，工业 PLC终端在配置时激活 102 端口，配置后关闭；智能家居终端在用户连 Wi-Fi 时开放 8080端口，断开后禁用。以短暴露时间，降低风险。

3.1.2 端口隐藏与伪装技术应用

针对需持续开放的端口，应用隐藏与伪装技术：部署端口跳变机制，定期随机切换端口号；实施伪装策略，如伪装502 端口为 8888 端口，设诱饵端口触发警报。提供后续防护数据支持。

3.2 端口访问控制强化权限管理

3.2.1 最小权限端口配置原则

依据物联网终端功能需求制定最小权限访问策略如下：仅保留终端正常运行必需的端口，禁用非必要端口（如工业传感器无需开放 23 端口则直接关闭该端口）；对开放端口设置严格访问权限，例如 22 端口仅允许管理平台 IP 接入，阻断其他 IP 连接请求；规范端口访问范围，例如限制 23 端口（Telnet 服务端口）仅支持本地局域网访问权限，并禁止公网接入以防范远程攻击。

3.2.2 多因素端口认证防护

针对工业终端 502 端口、智能家居管理员端口等关键端口，需实施多因素认证机制：在常规账号密码验证基础上，额外加入设备指纹验证（如核对终端MAC 地址、硬件序列号等设备唯一标识）与动态口令验证（如通过手机APP 生成临时校验码）。即使攻击者破解账号密码，仍会因无法通过设备指纹或动态口令验证而被阻断端口访问，有效抵御弱口令破解和身份冒用攻击。

3.3 端口漏洞防护消除攻击隐患

构建物联网终端端口安全机制，包括漏洞定期扫描修复与流量异常监测响应。前者借助边缘节点或云端平台按固定周期（如每周一次）扫描，排查缓冲区溢出、权限绕过等高危漏洞，向终端下发轻量级补丁并在闲置时间自动安装，老旧终端则通过网关访问控制阻断漏洞利用路径；后者在终端端口配置流量监控组件，预设正常流量基准（如502 端口每秒数据包≤10 个），实时分析通信数据，若监测到流量骤增或畸形数据包等攻击行为，立即暂停端口服务并向管理平台发送警报，管理员可远程定位攻击源并采取防护措施。

四、物联网终端勒索软件协同防护体系

构建物联网终端防护机制需融合终端-网关-云端三级联动与全生命周期管理。三级联动中，终端以轻量化组件为基础，实现端口监测、恶意行为识别及漏洞修补，检测勒索软件时切断端口告警网关并上传数据至云端；网关接收告警后断开链路防止攻击蔓延，共享攻击特征并同步数据至云端；云端汇总数据搭建平台，分析勒索软件传播模式以调整端口黑白名单及特征库，下发防护方案并远程应急处置。全生命周期管理涵盖：部署阶段规范配置，禁用弱口令、更换初始密码，分配证书录入数据库；运行阶段动态维护，云端检测下发安全策略及修补方案，网关监测阻断异常接入，终端调整端口与防护准则；退役阶段安全清理，清除敏感信息、关闭端口、吊销证书，受损终端格式化或物理损毁。

五、结论

物联网终端勒索软件防护需基于终端资源有限等特点，从技术、策略、体系三维协同推进：传播阻断通过轻量化行为识别等切断路径；端口防护依靠动态端口管控等排除隐患；协同防护构建终端-网关-云端联动实现全生命周期管控。当前面临挑战如轻量化加密算法安全增强、异构终端防护策略适配等。未来需进一步改进技术、开发轻量化安全组件、确立统一安全规范、促进方案与场景结合，实现高效防控保障产业稳健发展。

参考文献

[1]赖良海.基于社交物联网的节点异常检测与信誉管理技术研究[D].重庆理工大学,2025.

[2]张育铭.基于深度学习算法的物联网入侵检测技术研究[D].天津理工大学,2024.

[3]曹蓉蓉, 韩全惜. 物联网信息安全及其智能化发展[J]. 信息工程大学学报,2020,21(03):340-343.

[4]刘晶晶,薛金凯,王子愷.物联网环境下数据安全威胁识别与防护体系设计研究[C]//重庆市大数据和人工智能产业协会.人工智能与经济工程发展学术研讨会论文集（二）.联通(浙江)产业互联网有限公司;,2025:603-607.