物聯網計算機網絡安全及其遠程控制技術探討

陳育才

（銀川能源學院 寧夏·銀川 750105）

現代社會是計算機技術、自動化技術、現代化信息通信技術和智能信息處理技術快速發展的時期，人們的生活和工作方式也隨之有著非常顯著的變化，小到日常生活通訊，大到國家建設，國際交流等。在這樣的大趨勢下，物聯網技術的應用越來越廣泛，同時影響網絡安全的因素也越來越多，對人們隱私造成了很大的威脅。像電腦中病毒、網站遭到惡意攻擊等現象屢見不鮮，嚴重危害人們的利益。尤其是在進行遠程控制過程中，應該多注重網絡的安全，充分了解遠程控制的系統結構，并以此為基礎，優化該技術在實際應用中的效果，給物聯網行業帶來爆炸性的發展機遇。

1 物聯網概述

物聯網概念是在1999年由美國凱文·阿什頓（Kevin-Ashton）教授首次提出的，之后便很快應用到了社會中的多個領域。物聯網是在計算機互聯網的基礎上，以互聯網為信息載體，物品能夠相互進行“交流”，無需人的控制，能夠獨立尋址，實現互聯互通的網絡。物體通過智能感應裝置，利用無線射頻自動識別技術、數據通信、全球定位系統等技術，將數據信息傳輸到信息控制中心，最終實現物與物之間相互交流的智能網絡。物聯網主要在相關協議的基礎上，把物體連接到一個網絡中，與互聯網結合，實現人與物、物與物的信息融合，提高管理效率。

物聯網系統包括感知層、網絡層和應用層三大層次，組成了一個大規模的信息系統。感知層主要用于感知信息，是物聯網的核心，包含了各種智能卡和傳感器，傳感器不僅感知信號、標識物體，還具有處理控制功能。網絡層主要用于傳輸信息，接收傳感器的信息，通過網絡傳輸到后臺進行處理。應用層主要用于信息處理，處理技術包括分布式協同處理、云計算、群集智能等，通過分析大量數據，挖掘對用戶有用的信息。通過三個層次的相互協作，打造一個覆蓋萬事萬物的物聯網。

2 物聯網計算機網絡安全存在的問題

2.1 通信安全問題

計算機網絡的通信對象是人，當網絡承載存在局限，或通信終端較少時，就會出現網絡安全問題，具體包括以下幾方面。

其一，網絡擁堵。網絡擁堵與城市交通擁堵類似，會出現信息傳輸緩慢，產生無法忽略的信令流量。當下的認證方式，會出現短時間內有大量終端申請連入網絡中，造成網絡擁堵。其二，密鑰管理繁雜。當大量終端申請連入網絡時，由于每一次認證都會產生保護密鑰，逐一認證中產生的密鑰會消耗大量網絡資源，同一用戶使用同一設備逐一認證時，會產生不同密鑰，對網絡管理帶來負擔。其三，傳輸安全。傳輸主要發生在網絡層，通過加密算法保證數據的完整性。單個網絡設備需要發送的數據量比較小，如果仍然采用復雜的加密算法進行保護，會出現通信延時。其四，隱私泄露。各類網絡設備形成了一個龐大的物理環境，在這一環境中，網絡攻擊者很容易找到入侵路徑，獲取用戶隱私信息，從而發起惡意攻擊。

2.2 感知層安全問題

感知層次作為物聯網系統中感知信息的層次，容易出現的安全問題比較多。安全隱私屬于最關鍵的一種，當RFID嵌入到各種物品后，會使物品被動接受掃描、定位與追蹤，對任何請求給予應答，很容易被追蹤。除此之外，感知信息時還可能出現信息干擾。由于感知層以無線連接形式為主，信號具有很強的公開性，極易容易被干擾，影響物聯網設備之間的通信。假冒攻擊也是一種常見的網絡安全，由于智能傳感終端設備容易暴露在攻擊者視線中，導致傳輸平臺也具有很強的暴露性，從而出現頻繁的竄擾，出現假冒攻擊，威脅個節點之間的協同工作。當然，除了以上安全問題外，還有數據傳輸的安全性、數據完整性等問題，影響系統的穩定。

2.3 終端節點安全問題

由于物聯網在生活中的應用比較廣泛，對應的終端設備種類和數目也比較多，這些設備都沒有設定專門的人員進行看守，處于自行運作狀態，從而增加了被破壞的威脅，加大物聯網計算機網絡安全問題。這就需要明確物聯網系統安全維護工作，為信息感知、傳輸與處理提供了一個安全健康的環境。

3 計算機遠程控制系統結構分析

3.1 主控網絡

談及主控網絡，必須了解網絡系統控制過程的基本理論，即網絡控制論，它是主控網絡的參考依據。主控網絡的主要功能在于對控制命令及參數的輸入，并將被控設備的操作以及反饋信息顯示出來。主控網絡架構分為集中、分散和階梯三種，每種結構都存在優點與不足。集中控制的結構控制、管理與建網比較簡單容易，延遲時間小，能夠有效減少傳輸過程中的誤差，但成本高、安裝難度大，不利于資源共享的實現。分散控制結構可靠性高，網絡系統的穩定性不會受控制器的影響，但無法控制與觀測網絡系統狀態。階梯控制結構能夠將集中與分散控制結構相結合，局部控制的同時又可協調控制。

3.2 受控網絡

受控網絡與主控網絡相對立，主要以網絡控制論為基礎，通過軟件或硬件使控制機制得以執行，提供一定的控制服務。一般情況下將受控網絡理解為一個數據資源，或者以計算機為中心，結合現場控制與數據采集的一種控制系統。受控網絡在設計時要遵循整體性原則，進行安全檢測安全防護和應急恢復的規劃；遵循等級性原則，劃分安全級別與層次等，從而保障網絡系統的安全性與控制性。

3.3 通信協議

計算機遠程控制系統中涉及到的通信協議一般包括TCP協議和 IP協議兩種。TCP協議已經成為網絡協議的主要標準，具有一定安全性與穩定性。在物聯網中主要體現三大特征，其一，TCP協議屬于面向連接，要在兩臺計算機之間建立連接進程，以此實現數據交換；其二，使用返回通知和序列號，增強數據傳輸的可靠性，將多個數據包恢復為原來的數據段。其三，使用字節流，防止數據被任何信息的字節序列所代替。

IP協議又叫做因特網協議，用于連接多個包交換網絡。從源地址向目的地址傳送數據包。IP協議主要提供四個關鍵技術，其一，服務類型，可以理解為一個參數集，以供網關使用，用于特定的網絡或即將經過的網絡。其二，生存時間，如果傳輸的數據報沒有達到目的地，達到生存時間上限，會自動被拋棄。其三，選項，主要指通過安全、時間戳和特殊路由的選擇，控制函數。其四，報頭校驗碼，通過校驗確保數據的正確傳輸。

4 物聯網計算機網絡安全控制策略

4.1 設立加密機制

加密是保護網絡安全的一種主要措施，包括逐跳加密和端對端兩種方式。逐跳加密過程需要在網絡層中對每個傳輸經過的節點進行解密、加密，具有延時低、可擴展、效率高的特點，可以保證安全機制的透明化。端對端加密可以根據業務類型選擇合適的加密算法，為業務提供針對性加密措施，但不能對信息的目的地址進行加密，容易暴露信息的起點與終點。因此，為了提高物聯網的安全性，一般選擇逐跳加密方式，將端對端加密作為一種備用選項，通過兩者相結合建立加密機制。

4.2 設立隱私保護機制

隱私保護機制的設立是物聯網安全維護的關鍵與難點，有三種途徑可以實現隱私保護，包括認證機制、加密機制和訪問控制等。以認證機制為例，主要確認數據發送端的身份真實性與數據傳輸過程的安全性與完整性。生活中最常見的身份認證是通過確認身份信息，阻止非法用戶對數據的更改與竊取，提高安全性。

4.3 遵循安全路由協議

物聯網路由要跨越多種類型網絡，安全路由協議的遵循尤為重要。它是一種基于無線傳感網絡中的節點位置的保護方法，由轉發節點以一定概率把數據包傳輸到遠離匯聚節點的位置，多變的傳輸路徑不容易被攻擊者精準定位，從而增強安全防護。為了保證網絡安全的同時，不降低物聯網性能，可以與密鑰機制相結合，或者采取冗余路由傳輸數據包。

5 結語

綜上所述，物聯網作為一種新型網絡技術，其中計算機網絡安全，尤其是遠程控制中的網絡安全尤為重要。為了提高系統安全性，在建立物聯網時，要從各種實際需求出發，充分了解遠程控制系統結構，采取可行的安全保護措施，不斷完善系統的安全與穩定性，使其能夠長遠可持續發展。