物聯網環境下的安全信息管理初探

李桂春

（四川幼兒師范高等專科學校，四川 江油 621700）

一、相關基本概念

為了更好地了解基于物聯網的安全信息管理模型結構及其功能，首先應明確5個概念。

（一）安全信宿：安全信息的接收者，其可指人，也可指能接受信息指令的設備等。

（二）安全信源：產生安全信息的實體，有時也指安全信息的載體，即不產生安全信息，但攜帶可識別和提取的安全信息的實體。

（三）安全信道：安全信源和安全信宿間傳遞信息的媒介。

（四）傳統的物聯網結構被分為3大層次：感知層、網絡層和應用層。最底層的感知層面向的產生信息的源頭，目的是對目標信息進行采集；中間的網絡層對采集到的信息進行傳輸；最上層的應用層對信息進行管理，將收集到的信息傳送至接收者或終端設備，并為用戶提供相應的服務。

（五）物聯網：其概念自20世紀末被首次提出，已歷經了數十年的發展。早期的物聯網是依托射頻識別技術來建立的，它是一種可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據的通信技術。物聯網是利用無所不在的網絡技術整合射頻技術和傳感技術而建立起來的物品之間的互聯網。

所以，首先不妨在物聯網內涵的基礎上，從安全科學的角度來定義安全信息管理模型：它是通過RFID、紅外感應、圖像和生物識別等技術，使系統中的人、物、環境通過信息網絡相互連接，從而實現人、物、環境所攜帶或產生的所有安全信息在網絡內部的流動和交換，并在此基礎上進行安全信息的儲存、處理、深度開發和利用的一種網絡結構。

二、模型的構建及其基本內涵解析

（一）感知層——安全信源的信息提取

安全信息管理模型感知層的主要任務是對安全信源產生或攜帶的安全信息進行收集，這其中主要涉及兩方面的問題：一是在安全信息識別方面，由于安全信源的多元化和安全信息提取難度的不同，故識別方法和設備也應具有更多樣的選擇；二是在安全信息收集方面，須尋求一個既能在特定工作條件下，完成安全信息收集，又能保證安全信息傳輸的時效性的方法。在傳感器的選擇上除要求低能耗、低成本之外，傳輸穩定、傳輸效率高也是其所必須具有的特性。

安全信源安全狀態變化的情況經傳感器收集后，以數據的方式進行傳輸。底層傳感器采用簇狀多級拓撲結構進行設置，這種結構具有兩種通信方式：一是傳感器節點將自安全信源收集到的數據上傳至與其對接的中間節點，中間節點再將其上傳至匯聚節點；二是采用跳躍傳輸的方式，傳感器節點可單跳越級將數據直接上傳至匯聚節點，或多跳越級上傳至更高一級的匯聚節點，兩種方式相結合，有利于提升安全數據傳輸的可靠性。

（二）網絡層——基于混合拓撲網絡結構的安全信道搭建

由傳感器網絡采集的來自安全信源的信息和數據，若要被進一步傳遞至安全信宿，須有安全信道作為傳遞媒介。對于一個良好的安全信道來講，必須具備兩個特性——暢通性和有序性。暢通性即指安全信道的穩定性和高傳遞效率，有序性是指最后傳達的安全信息的正確和及時。在安全信息管理模型中，網絡層承擔了安全信道的功能，具有如下特點：

1.安全性。在安全信息數據的傳輸過程中，有監測和抵御外部攻擊的能力，防止安全信息被竊取或篡改，并擁有針對結構漏洞的自我檢測能力，提示管理者進行及時的修復；

2.穩定性。在傳輸安全信息數據時，保證整個傳輸過程的穩定，防止過程中出現數據或信息的篡改、遺漏和缺失問題，確保安全信源和安全信宿之間的信息對稱性；

3.容災性。設置備用傳輸方案，在遭遇破壞性極大的災難時，及時切換傳輸路徑，保證安全信息及時和有效的傳輸。

4.可擴展性。具有良好的可接入性和適應性，可根據安全信息管理模型規模的擴大，擴展自身業務的覆蓋范圍，且不影響擴展前的功能和屬性；

（三）應用層——面向安全信宿的綜合云計算處理平臺

經過作為安全信道的網絡層傳輸的安全信息數據便可被與安全信道相連的安全信宿所接收。譬如，人發出的安全操作指令被設備接收、兩臺遠程設備間的安全信息數據進行交換，以上安全信宿為物的信息傳遞可被看作是直接性的安全信息傳遞。但當安全信宿為人時，則需要考慮到安全信道所傳輸的安全信息的存在形式和內容并不一定可直接為人有效接收和利用，需經過處理才能發揮其價值。此外，由于網絡層上傳匯總的安全信息數據海量性的特點，對其進行存儲、管理和處理也并非易事。結合以上兩點，在安全信息管理模型的應用層中建立一個專門的面向多元化安全信宿的巨量信息和大數據的處理平臺就顯得尤為重要。

功能不同的信息處理平臺的定位也不甚相同，例如物流行業的物聯網對于網絡覆蓋的范圍有較高的要求，所以信息處理平臺被納于網絡層中，其主要承擔對信息數據的存儲管理、篩選、分析等功能，最終的目的是為了使信息數據以更為便捷有效的形式傳遞至平臺用戶方。安全信息是判斷安全信源安全狀態的重要依據，從系統控制原理角度而言，剝離無效的安全信息、向安全信宿精準提供有效的安全信息對提升系統安全性有重要意義，故安全信息管理模型的信息管理平臺所開展服務的側重點不僅僅在于執行管理職能，也在于能夠更加智能化地、根據平臺用戶的安全信息需求來調用所存儲的信息數據，更能向用戶提供分析和處理安全信息的平臺。

三、模型的延伸內涵及應用前景分析

（一）延伸內涵

安全信息從安全信源中被識別收集，到最后被安全信宿所利用，其整個生命周期都在安全信息管理模型中完成，并始終遵循安全信息傳遞規律。安全信源所產生或攜帶的原始安全信息在模型感知層中被采集后，其有兩種流向：一是在感知層內被分析處理，完成物-物的信息交流和反饋；二是被匯總傳輸至模型網絡層中的各級安全信息網絡控制中心，其后來自不同區域的安全信息數據被封裝打包上傳至應用層中的云計算處理平臺，并在處理平臺中進一步提煉和處理。

根據不同的特征，數量龐大的安全信息數據在云計算處理平臺中被分類存儲，這樣的做法，一是減少單塊存儲器中安全信息數據的量，便于管理；二是保證隨后對安全信息數據調用的穩定性和快速性。應用層中的客戶通過訪問云計算客戶端進行服務和信息數據的查找，處理平臺根據用戶請求進行資源投放，被投放的安全信息數據將在處理平臺上由用戶根據其需求進行分析和利用，從中剝離出真正有用的安全情報、安全證據、安全成果等產出。

四、小結

在對安全信息管理模型架構層次研究的基礎上，闡述安全信息管理模型的延伸內涵，即以系統的視角分析安全信息在模型中的流動過程，描繪了原始安全信息到有效安全信息的轉換過程，該過程貫穿整個安全信息生命周期。本文闡述了安全信息管理網絡的應用前景，主要包括4個方面：安全信息的儲存與挖掘、生產系統的輔助管理與維護、安全生產監管與咨詢和預測與安全教育。充分挖掘安全信息的利用價值，并擴大安全信息受眾范圍，是未來安全信息管理的重要工具。