導讀：近年來，物聯(lián)網(wǎng)已獲得了企業(yè)和個人消費者的一致好評。然而，這種新技術的大量采用也引發(fā)了許多安全問題。簡單地說，每一個連接到“互聯(lián)網(wǎng)”的“東西”都是對整個網(wǎng)絡的潛在安全威脅。近年來，物聯(lián)網(wǎng)已獲得了企業(yè)和個人消費者的一致好評。然而，這種新技術的大量采用也引發(fā)了許多安全問題。簡單地說，每一個連接到“互聯(lián)網(wǎng)”的“東西”都是對整個網(wǎng)絡的潛在安全威脅。總部位于舊金山的物聯(lián)網(wǎng)會議“物聯(lián)網(wǎng)世界”對100多家物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的領導人進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)安全和實施是采用物聯(lián)網(wǎng)的兩大挑戰(zhàn)。

根據(jù)2020 Unit 42IoT威脅報告顯示，目前98%的物聯(lián)網(wǎng)設備流量未進行加密，這意味著網(wǎng)絡上絕大多數(shù)機密和個人數(shù)據(jù)極易受到網(wǎng)絡攻擊。此外，57%的物聯(lián)網(wǎng)設備很容易被黑客利用，因為它們?nèi)菀资艿街械瘸潭鹊墓簟ｈb于物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢及其指數(shù)級增長的普及性，重新審視如何對物聯(lián)網(wǎng)設備和網(wǎng)絡進行安全管理至關重要。

但首先，物聯(lián)網(wǎng)設備制造商使用的現(xiàn)有安全架構到底有什么問題，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)設備主要是為了方便用戶而設計的：它們使網(wǎng)絡訪問變得更容易，這通常是自動的，也可以通過輸入用戶憑據(jù)來實現(xiàn)。這使人們可以在世界任何地方輕松使用他們的設備。與此同時，這也為網(wǎng)絡犯罪分子打開了無數(shù)扇大門，他們可以入侵連網(wǎng)設備并竊取個人信息，如財務數(shù)據(jù)或敏感的醫(yī)療信息。

矛盾的是，大多數(shù)消費者都意識到了物聯(lián)網(wǎng)設備的這些漏洞，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)家庭自動化中經(jīng)常使用的智能揚聲器，比如Amazon Echo和Google home。盡管這兩家公司的員工都承認為了改善服務而傾聽用戶的談話，但這對這些設備的銷量幾乎沒有影響。

安全是第二要務

例如，一對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。盡管這是一種相對無害的行為，但此類事件正變得越來越普遍，應該引起大家足夠關注。歸根結底，普通消費者的隱私對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)消費者似乎根本不在乎。

從商業(yè)角度來看，在當今競爭激烈世界中，產(chǎn)品上市時間是一個關鍵指標。不幸的是，設備的穩(wěn)定性和安全性被放在第二位。例如，《全球印刷安全格局報告》披露，在2019年，英國、法國和德國60％的企業(yè)打印機被黑客入侵，導致超過40萬美元的損失。

集中式物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡模式

目前，物聯(lián)網(wǎng)采用客戶端/服務器模式，或集中式網(wǎng)絡模式。物聯(lián)網(wǎng)設備使用單個網(wǎng)關在它們之間傳輸數(shù)據(jù)，并通過云服務器進行連接。（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)設備及其共享的數(shù)據(jù)量。集中式體系架構有許多缺點：

▲集中式云的維護和網(wǎng)絡設備成本高昂。隨著連網(wǎng)設備的普及，成本將繼續(xù)上升。

▲與其他集中式基礎設施的數(shù)據(jù)交換受限，因此互操作性較低。

▲單個網(wǎng)關不可靠，因為只要攻破單個設備就可以入侵整個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。

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 （分布式拒絕服務攻擊）僵尸網(wǎng)絡成功地減緩或完全停止了幾乎整個東海岸的互聯(lián)網(wǎng)。科技公司Dyn遭受的攻擊最嚴重，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）是一項革命性技術，可以成為克服物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的關鍵。

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

▲分散性

在區(qū)塊鏈分類賬中，數(shù)據(jù)存儲在世界各地的不同節(jié)點上，從而消除了單點故障。在向網(wǎng)絡添加任何數(shù)據(jù)之前，所有節(jié)點都必須批準并驗證它。因此，未經(jīng)所有網(wǎng)絡參與者的共同同意，不允許進行任何更改。這種方法被稱為點對點通信，旨在保護區(qū)塊鏈事務免受惡意方的攻擊。由于不是單一服務器，因此無法進行中間人攻擊。

▲公共訪問

區(qū)塊鏈是公開的，這意味著網(wǎng)絡中的每個人都可以訪問它。所有網(wǎng)絡參與者都可以看到存儲塊和事務的公共歷史記錄，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，并同時確保數(shù)據(jù)安全。一旦一條信息存儲在區(qū)塊鏈上，就無法更改它。

▲安全數(shù)據(jù)

區(qū)塊鏈使用高級加密算法來保護數(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險的情況下開展金融業(yè)務。使用區(qū)塊鏈，物聯(lián)網(wǎng)設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)塊鏈示例

區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)安全中的應用使得連網(wǎng)設備之間能夠直接共享數(shù)據(jù)，而無需通過集中式網(wǎng)絡進行通信，從而降低了物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡威脅的敏感性。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、運輸和能源。所有這些行業(yè)都依賴于實物運輸，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”。

或許將這兩種技術成功結合的最佳方法是在每個物聯(lián)網(wǎng)設備中安裝芯片。例如，由錨定區(qū)塊鏈安全專家Ubirch、捷德移動安全和物聯(lián)網(wǎng)運營商1NCE組成的聯(lián)盟開發(fā)了一種物聯(lián)網(wǎng)安全服務，該服務利用區(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鷾实脑贫耍@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)了一個基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，稱為ADEPT（自動分散對等遙測）。它使用智能合約和點對點消息來創(chuàng)建分布式物聯(lián)網(wǎng)。ADEPT可能會在智能家居中找到應用，例如三星洗衣機可以成為一個半自動設備，能夠執(zhí)行自助服務和維護。如果洗衣機出故障，它會通知操作員故障情況，并自行安裝軟件更新。通過使用ADEPT，洗衣機可以與網(wǎng)絡中的其他智能設備進行通信，以優(yōu)化能效。例如，如果電視機開著的話，洗衣服的洗滌周期可能會推遲幾個小時。此外，它還允許洗衣機管理其洗衣液的供應：支付訂單費用，并從零售商處收到發(fā)貨確認。洗衣機的主人會在智能手機上收到購買洗衣液通知。

自稱為物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈實驗室的Chronicled將這兩種技術結合應用于醫(yī)藥供應鏈。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，但該技術還遠非完美。作為比特幣的技術推動者，區(qū)塊鏈在加密貨幣領域表現(xiàn)出色：在將貨幣從一個人轉移到另一個人時保護敏感的金融數(shù)據(jù)。然而，物聯(lián)網(wǎng)意味著對設備網(wǎng)絡的控制，其中必須建立多層安全機制。

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)絡上的每項操作都必須得到其他網(wǎng)絡參與者的批準才能生效。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）例如，如果在其中一個連網(wǎng)設備上發(fā)現(xiàn)了明顯的安全漏洞，則拒絕訪問該設備將大大減少傳播惡意軟件的負面影響。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，可能很難獲得大多數(shù)實體的一致同意。

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

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

總結

物聯(lián)網(wǎng)設備和網(wǎng)絡安全是一個復雜的問題，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用區(qū)塊鏈技術。

通過使用區(qū)塊鏈將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡分散化并消除單點故障，連網(wǎng)設備可獲得額外的保護，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)基礎設施的其他優(yōu)勢包括更多的自主操作以及更低的網(wǎng)絡和基礎設施維護成本。

然而，區(qū)塊鏈并不是應對所有物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的靈丹妙藥。為了驗證和保護快速增長的連網(wǎng)設備網(wǎng)絡，有必要考慮周全的策略并結合多種方法來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全。

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