物联网计算机网络安全与远程控制技术研究

一、引言

物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。网络攻击风险因物联网设备普遍存在的固有弱点而显著增加，这些弱点包括计算存储资源有限、通信协议安全性不一以及设备身份管理困难等。本文致力于对当前物联网安全与远程控制的关键挑战展开系统梳理，针对可行的核心技术对策进行深入分析，探索在资源受限环境下怎样有效达成安全防护与可控操作，为构建更为健壮的物联网应用环境给出清晰思路。

二、物联网网络安全与远程控制面临的关键问题（一）物联网设备资源受限导致安全防护能力薄弱

物联网终端设备普遍集成于微型化硬件载体之中，其物理架构内嵌的计算单元受限于极低的时钟频率与精简指令集架构，难以支撑非对称加密算法所需的复杂模幂运算，导致传输层协议往往被迫采用静态预置密钥而非动态密钥协商机制。此类设备的闪存容量通常局限于数百KB 级别，无法为完整入侵防御系统日志库或实时行为分析引擎提供存储空间，使得异常流量检测仅能依赖预设规则库进行基础模式匹配。值得注意的是，在电池供电的移动传感节点场景下，持续运行的硬件加密模块将导致功耗曲线呈现指数级跃升，迫使设计者降低安全策略执行频次甚至关闭循环认证功能，由此形成的休眠期安全真空易被中间人攻击所利用。

（二）通信协议多样性与安全性参差不齐

物联网设备连接广泛依赖多种通信协议以适应不同应用场景，但是这种协议生态的异构性带来了显著的安全挑战，不同协议自身设计的安全强度存在较大差异且部分协议在初始设计时未充分考量严密的防护机制。攻击者可能利用协议实现中的薄弱环节或配置缺陷实施中间人攻击以非法截取篡改传输中的数据，同样地重放攻击得以在缺乏有效新鲜性验证的协议环境中通过重复发送合法捕获的指令数据包对设备实施未授权操控，潜在威胁因协议标准的碎片化与安全实践的参差而加剧[1]。

（三）海量设备身份认证与访问控制管理复杂

物联网终端设备采用异构化标识生成机制导致身份认证体 系呈现碎片化特征，制造商为简化部署流程常在各型号设备中预置相同的默认凭证， 高危攻击面。当前部署于智能家居与工业传感节点的嵌入式系 版协议栈组件长期缺乏完整的安全验证机制，例如基于HTTPBasic 认证的设备仍在使用BASE 输敏感信息。远程控制服务依赖于分布式访问控制架构，然而网关设备在处理跨厂商设备授权请求时频繁出现策略映射偏差，权限令牌的粗粒度分配机制无法限制非必要端口的通讯请求。

三、物联网网络安全与远程控制的核心技术措施（一）安全通信协议应用与强化

针对基于 UDP 协议且广泛用于受限设备的CoAP 通信场景，部署 DTLS 协议或直接应用其安全变体 CoAPs 能够有效克服 UDP 本身无连接缺乏安全保障的弱点，为设备间或设备与服务器间的交互提供包括数据加密、完整性和一定程度的身份验证在内的基础防护，使得在资源受限环境下依然能建立相对安全的会话通道。当物联网系统采用基于 TCP、以发布/订阅模式著称的 MQTT 协议进行高效消息传递时，集成传输层安全 TLS 技术形成MQTToverTLS 或MQTTs 方案则成为必然选择，该方案充分利用了TLS 成熟的安全握手协商机制以及对传输数据的强加密保护能力，在不显著牺牲MQTT 原有低开销和异步通信优势的前提下，为消息的端到端机密性和防篡改提供了坚实的传输层保障。

（二）强身份认证与细粒度访问控制

数字证书认证中心为异构设备群构建全局可信的标识锚点，设备制造商在出厂环节将唯一密钥对与 X.509证书预烧录至安全芯片，该证书链包含设备型号、生产批次及生命周期状态等元数据，远程控制平台在设备首次接入时自动完成链式签名验证，消除预置凭证被暴力破解的风险。动态令牌系统采用基于时间的滚动验证机制，令牌生成器通过微控制器硬件时钟触发周期性密钥置换，在会话建立阶段使用 ECDSA 椭圆曲线算法实现毫秒级双向挑战应答，该方案特别适用于电池供电的终端设备应对中间人攻击场景。基于属性的访问控制框架将授权逻辑解耦为独立策略引擎，策略决策点持续监测设备运行环境的动态变量，当工业网关请求写入 PLC 寄存器时，引擎实时计算请求设备的地理位置标签、网络时延波动系数与当前威胁评分矩阵，拒绝偏离预设安全基线的高危操作指令[2]。

（三）安全可靠的远程控制通道构建

物联网远程控制通道的安全构建依赖端到端加密技术，设备终端与控制中心之间直接建立加密隧道，通信链路上流动的始终是经过高强度算法转化的密文，即使传输路径中存在不可信节点也无法窥探原始指令或数据内容，这要求加密算法本身具备足够的抗破解能力且密钥管理过程严格独立于通信链路之外。与此同时，指令签名与验证机制要求设备终端在产生任何控制指令时附加基于非对称加密算法的数字签名，控制中心持有对应公钥完成签名真实性验证，任何在传输途中被篡改的指令都会因签名验证失败而被立即废弃，签名算法必须能够有效抵御碰撞攻击且私钥存储于终端安全硬件环境中。进一步，双向认证在通信初始化阶段强制设备与控制中心互相验证身份合法性，双方通过交换数字证书并验证证书链信任关系确认对方身份，未通过认证的任何一方都无法建立通信会话，证书颁发机构需要实施严格的实体身份核验机制并维护可靠的证书吊销列表状态更新，从而彻底阻断非法设备的接入企图。

结语

实现物联网广泛应用价值的关键保障在于物联网安全与远程控制，本文揭示出当前面临的主要障碍为设备资源限制、协议安全缺陷以及认证管理复杂性，并且论证了有效性所在，即采用优化安全通信协议、实施严格身份认证与访问控制、构建端到端加密通道等核心措施。对于物联网设备制造商和服务提供商而言，应重视安全设计，让防护贯穿于设备的全生命周期。

参考文献

[1] 郝江涛，丁娜.物联网计算机网络安全与远程控制技术分析[J].中国宽带，2023，19（05）：123-125.

[2] 魏健.物联网计算机网络安全及其远程控制技术[J].信息记录材料，2023，24（09）：127-129.