物聯(lián)網(wǎng)背景下計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)分析

摘要：在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的背景下，計算機網(wǎng)絡(luò)安全面臨著大規(guī)模連接、設(shè)備多樣性和數(shù)據(jù)隱私等影響因素。針對這些問題，文章探討了物聯(lián)網(wǎng)背景下的計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，包括身份認證與訪問控制技術(shù)、數(shù)據(jù)加密與安全傳輸技術(shù)以及安全漏洞監(jiān)測與修復(fù)技術(shù)。同時，針對安全挑戰(zhàn)，提出了安全意識教育與培訓(xùn)、完善安全管理體系建設(shè)以及跨界合作策略。通過本文的研究，有助于提升物聯(lián)網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)安全水平，確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定和數(shù)據(jù)安全。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；計算機網(wǎng)絡(luò)安全；大規(guī)模連接

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的設(shè)備和系統(tǒng)連接在一起，構(gòu)成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及，計算機網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益凸顯。物聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性和多樣性使得傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)難以完全適用，同時帶來了新的安全挑戰(zhàn)。設(shè)備的多樣性也為惡意攻擊者提供了更多的攻擊面，數(shù)據(jù)的傳輸和存儲也面臨數(shù)據(jù)泄露和隱私侵犯的風(fēng)險。因此，需要深入分析物聯(lián)網(wǎng)背景下的計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)威脅。

一、物聯(lián)網(wǎng)概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)基本概念

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）作為信息技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，是指通過各種傳感器、設(shè)備和物品的互聯(lián)互通，實現(xiàn)智能化感知、數(shù)據(jù)交互、信息傳遞和自動化控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)中，各種物理設(shè)備和虛擬對象通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接，形成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)體系，成為現(xiàn)代社會數(shù)字化發(fā)展的核心驅(qū)動力之一。物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成包括三個主要組成部分：物體、感知和通信。物體是指各種設(shè)備、傳感器、智能終端以及其他物品，它們通過內(nèi)置的芯片、傳感器和通信模塊來獲取信息。感知是物聯(lián)網(wǎng)的核心特征，通過感知技術(shù)，物體可以感知到周圍的環(huán)境信息，包括溫度、濕度、光線、壓力等各種參數(shù)。通信是實現(xiàn)物體之間和物體與互聯(lián)網(wǎng)之間信息傳遞的基礎(chǔ)，物體通過各種通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)連接[1]。

（二）物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

自物聯(lián)網(wǎng)概念提出以來，該領(lǐng)域經(jīng)歷了持續(xù)而迅猛的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出各種新技術(shù)和應(yīng)用場景。物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)融合的產(chǎn)物，已經(jīng)深刻地影響著人們的生產(chǎn)生活方式，改變著各行各業(yè)的運作模式。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，隨著傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)和圖像識別技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境中各種數(shù)據(jù)的實時感知和采集。這些傳感器節(jié)點廣泛應(yīng)用于智能設(shè)備和物品中，實現(xiàn)了對實時數(shù)據(jù)的高效獲取。物聯(lián)網(wǎng)需要進行大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸和通信，因此高效穩(wěn)定的通信技術(shù)成為支撐物聯(lián)網(wǎng)運行的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)中采用的通信技術(shù)包括蜂窩通信、無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）、低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）等，這些技術(shù)的不斷升級和完善推動了物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用。此外，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)需要進行存儲、處理和分析，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠提供高效的數(shù)據(jù)管理和分析能力，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景提供了更多的可能性。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)安全影響因素分析

（一）大規(guī)模聯(lián)接帶來的挑戰(zhàn)

大規(guī)模的聯(lián)接意味著網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性大大增加，每一個設(shè)備都可能成為網(wǎng)絡(luò)的一部分，每一個設(shè)備都可能與其他設(shè)備進行通信。這就需要網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠處理大量的連接請求，同時還要對這些連接進行有效的管理和控制。然而，目前的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)往往在面對如此大規(guī)模的連接時會出現(xiàn)性能瓶頸，無法有效處理這些連接請求。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的種類繁多，不同設(shè)備的安全性能也各不相同，一些設(shè)備可能存在安全漏洞，這些漏洞可能被黑客利用對網(wǎng)絡(luò)進行攻擊。此外，由于設(shè)備數(shù)量龐大，對每一個設(shè)備進行安全檢查和維護的工作量巨大，這也給網(wǎng)絡(luò)安全帶來了挑戰(zhàn)。再者，每一個設(shè)備都可能產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸和處理。然而，大量的數(shù)據(jù)傳輸會占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。大量的數(shù)據(jù)處理也會對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器造成壓力，可能會導(dǎo)致服務(wù)器性能下降[2]。

（二）設(shè)備多樣性導(dǎo)致的安全漏洞

首先，在物聯(lián)網(wǎng)中，各種設(shè)備和物品通過互聯(lián)網(wǎng)連接形成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)體系。然而，這些設(shè)備的多樣性也導(dǎo)致潛在的安全漏洞，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備可能具有不同的硬件和軟件設(shè)計，安全性和穩(wěn)定性存在差異，這種設(shè)備多樣性給計算機網(wǎng)絡(luò)安全帶來新的挑戰(zhàn)。其次，在物聯(lián)網(wǎng)中，設(shè)備通常具有復(fù)雜的軟件和操作系統(tǒng)，這些軟件和操作系統(tǒng)需要定期更新和維護，以修復(fù)可能存在的安全漏洞。然而，由于設(shè)備多樣性和數(shù)量龐大，設(shè)備的更新和維護變得復(fù)雜而困難，一些設(shè)備可能因為缺乏及時的更新而容易受到已知漏洞的攻擊。

（三）數(shù)據(jù)隱私和保護問題

在物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)隱私泄露是物聯(lián)網(wǎng)中最為關(guān)注的問題之一。由于涉及大量個人和機密信息，一旦這些數(shù)據(jù)被未經(jīng)授權(quán)的人或機構(gòu)獲取，可能導(dǎo)致用戶隱私泄露和身份盜用等風(fēng)險。例如，智能家居設(shè)備可能會收集用戶在家中的活動信息，智能健康設(shè)備可能會記錄用戶的生理數(shù)據(jù)。一旦這些個人敏感信息被不法分子獲取，可能造成極大的損害。在物聯(lián)網(wǎng)中，設(shè)備通過各種通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)接入方式連接到互聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能會受到中間人攻擊、數(shù)據(jù)竊取和篡改等威脅。確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的加密和安全性，防止數(shù)據(jù)被篡改和竊取，是保障數(shù)據(jù)完整性和可信性的關(guān)鍵。此外，數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中通常會存儲在云服務(wù)器或邊緣設(shè)備中。這些存儲設(shè)備可能會成為攻擊者攻擊的目標，未經(jīng)授權(quán)的訪問和惡意攻擊可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露和數(shù)據(jù)損壞，給用戶和企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟和聲譽損失[3]。

三、物聯(lián)網(wǎng)背景下的計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

（一）身份認證和訪問控制技術(shù)

身份認證是驗證用戶或設(shè)備身份真實性和合法性的過程，在物聯(lián)網(wǎng)中由于設(shè)備和物品的多樣性，身份認證技術(shù)需要靈活多樣。常見的身份認證技術(shù)如下：①多因素認證：多因素認證結(jié)合多個驗證要素，如密碼、生物特征、硬件標識等。用戶或設(shè)備需要同時提供多個因素的認證信息，以增加安全性，避免單一因素認證的弱點。②生物特征認證：利用用戶或設(shè)備的生物特征信息進行身份認證，如指紋識別、虹膜識別、聲紋識別等。這種技術(shù)依賴于獨特的生物特征，難以偽造，提供較高的安全性。③單一登錄（SSO）：SSO技術(shù)允許用戶在一次登錄后訪問多個相關(guān)應(yīng)用或服務(wù)，減少重復(fù)認證的過程，同時保障統(tǒng)一的安全策略。

訪問控制是限制用戶或設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問權(quán)限，在物聯(lián)網(wǎng)中訪問控制技術(shù)需要根據(jù)身份認證信息和安全策略對用戶和設(shè)備的訪問進行精細化控制。常見的訪問控制技術(shù)如下：①基于角色的訪問控制（RBAC）：RBAC將用戶或設(shè)備分配到不同的角色，每個角色擁有特定的權(quán)限。通過角色來控制用戶或設(shè)備對資源的訪問，簡化管理，提高安全性和靈活性。②基于策略的訪問控制（PBAC）：PBAC根據(jù)預(yù)先設(shè)定的訪問策略對用戶或設(shè)備的訪問進行動態(tài)控制。策略可以根據(jù)不同條件進行調(diào)整，確保只有符合條件的用戶或設(shè)備可以訪問資源。③網(wǎng)絡(luò)邊界控制：在物聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)邊界模糊，邊界控制更為重要。采用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)和虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）等技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)邊界進行加固，限制非授權(quán)設(shè)備的訪問[4]。

（二）數(shù)據(jù)加密和安全傳輸技術(shù)

數(shù)據(jù)加密是將明文數(shù)據(jù)通過密碼學(xué)算法轉(zhuǎn)換為密文的過程，只有掌握相應(yīng)密鑰的合法用戶才能解密并獲得原始數(shù)據(jù)。常見的數(shù)據(jù)加密技術(shù)包括：①對稱加密算法：對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，速度較快，適合大量數(shù)據(jù)加密。然而，對稱密鑰的安全性需要保證，因為一旦密鑰泄露，數(shù)據(jù)將面臨破解風(fēng)險。②非對稱加密算法：非對稱加密使用一對密鑰，即公鑰和私鑰。公鑰用于加密數(shù)據(jù)，私鑰用于解密數(shù)據(jù)。公鑰可以公開發(fā)布，私鑰保密，這種方式保證數(shù)據(jù)的機密性。但加解密過程相對較慢，一般用于加密較少數(shù)據(jù)量。③哈希算法：哈希算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固定長度的哈希值，即摘要。哈希值的特點是不可逆。相同的明文將得到相同的哈希值。哈希算法常用于校驗數(shù)據(jù)完整性。一旦數(shù)據(jù)被篡改，其哈希值也會發(fā)生變化。

安全傳輸技術(shù)用于確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被未授權(quán)的第三方竊取、篡改或劫持。常見的安全傳輸技術(shù)包括：①傳輸層安全協(xié)議（TLS）：TLS是一種安全傳輸協(xié)議，用于保護互聯(lián)網(wǎng)通信的安全。它通過數(shù)據(jù)加密、身份認證和完整性校驗等手段，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。②虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）：VPN通過在公共網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建一個加密隧道，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的安全傳輸。用戶通過VPN可以在不安全的網(wǎng)絡(luò)上進行安全的數(shù)據(jù)通信。③傳輸層加密隧道技術(shù)：傳輸層加密隧道技術(shù)通過加密傳輸層數(shù)據(jù)包來保護數(shù)據(jù)的安全。它可以在傳輸層對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機密性。

（三）安全漏洞監(jiān)測和修復(fù)技術(shù)

安全漏洞監(jiān)測技術(shù)通過實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，識別潛在的安全漏洞和異常行為。重要的監(jiān)測技術(shù)包括：①漏洞掃描：漏洞掃描工具可以自動掃描網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)已知的漏洞和弱點。管理員可以定期進行漏洞掃描，快速發(fā)現(xiàn)存在的安全漏洞，并及時采取修復(fù)措施。②入侵檢測系統(tǒng)（IDS）：IDS監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量和系統(tǒng)活動，檢測不正常的行為和潛在的攻擊。它能夠及時發(fā)出警報，幫助管理員早期發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對安全威脅。③安全信息和事件管理（SIEM）：SIEM系統(tǒng)收集和分析網(wǎng)絡(luò)中的安全日志和事件信息，幫助管理員全面了解網(wǎng)絡(luò)的安全狀態(tài)。通過對日志的分析，管理員可以發(fā)現(xiàn)潛在的威脅和異?；顒?。

安全漏洞修復(fù)技術(shù)用于對發(fā)現(xiàn)的漏洞進行及時修復(fù)和升級，以降低漏洞被利用的風(fēng)險。重要的修復(fù)技術(shù)包括：①安全補丁管理：系統(tǒng)和軟件廠商會發(fā)布安全補丁，用于修復(fù)已知漏洞。管理員應(yīng)定期檢查并及時應(yīng)用最新的安全補丁，確保系統(tǒng)和軟件的安全性。②漏洞修復(fù)計劃：建立漏洞修復(fù)計劃，根據(jù)漏洞的嚴重程度和影響范圍進行優(yōu)先級排序，及時制定和執(zhí)行修復(fù)計劃，確保關(guān)鍵漏洞得到及時修復(fù)。③安全配置管理：對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)進行安全配置管理，限制不必要的服務(wù)和功能，減少潛在的攻擊面。定期審查配置，確保安全設(shè)置符合最佳實踐[5]。

四、物聯(lián)網(wǎng)背景下計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)應(yīng)用策略

（一）安全意識教育與培訓(xùn)策略

在物聯(lián)網(wǎng)背景下，計算機網(wǎng)絡(luò)安全不僅僅是技術(shù)問題，更是人的問題。因此，增強用戶的安全意識，通過教育和培訓(xùn)提升用戶的安全技能是應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)的重要策略。用戶需要理解網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，認識到自己在網(wǎng)絡(luò)安全中的責任。這需要通過各種方式進行安全意識教育，如通過網(wǎng)絡(luò)安全宣傳活動讓用戶了解網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識，理解網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。通過網(wǎng)絡(luò)安全教育課程讓用戶深入學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全的理論和實踐，提高用戶的網(wǎng)絡(luò)安全素養(yǎng)。用戶也需要掌握一定的網(wǎng)絡(luò)安全技能，才能在日常使用網(wǎng)絡(luò)的過程中，有效地防止網(wǎng)絡(luò)攻擊，保護自己的網(wǎng)絡(luò)安全。這需要通過各種方式進行安全技能培訓(xùn)，如通過網(wǎng)絡(luò)安全技能培訓(xùn)課程讓用戶學(xué)習(xí)和掌握網(wǎng)絡(luò)安全的基本技能。通過網(wǎng)絡(luò)安全實戰(zhàn)演練讓用戶在實際操作中，提高自己的網(wǎng)絡(luò)安全技能。此外，安全意識教育和安全技能培訓(xùn)需要結(jié)合起來，形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)安全教育和培訓(xùn)體系。這個體系需要包括網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識教育，網(wǎng)絡(luò)安全的基本技能培訓(xùn)，以及網(wǎng)絡(luò)安全的實戰(zhàn)演練。通過這個體系，用戶可以全面提高自己的網(wǎng)絡(luò)安全素養(yǎng)，有效地應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。

（二）完善的安全管理體系建設(shè)策略

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的多樣性，每種設(shè)備可能存在不同的安全問題。因此，需要針對每種設(shè)備制定專門的安全管理策略。這些策略應(yīng)該包括設(shè)備的安全配置、設(shè)備的安全更新以及設(shè)備的安全監(jiān)控等。通過這些策略可以確保設(shè)備在運行過程中的安全，防止設(shè)備成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標。由于物聯(lián)網(wǎng)的廣泛連接，網(wǎng)絡(luò)可能面臨各種各樣的安全威脅。因此，需要構(gòu)建一個強大的網(wǎng)絡(luò)防御體系來防止網(wǎng)絡(luò)攻擊。這個體系應(yīng)該包括網(wǎng)絡(luò)的安全防火墻、網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)的安全審計系統(tǒng)等。通過這個體系可以及時發(fā)現(xiàn)和防止網(wǎng)絡(luò)攻擊，保護網(wǎng)絡(luò)的安全。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，大量的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中流動，這些數(shù)據(jù)可能包含用戶的敏感信息。因此，需要對數(shù)據(jù)進行嚴格的安全管理以保護用戶的隱私。這包括數(shù)據(jù)的加密存儲、數(shù)據(jù)的安全傳輸以及數(shù)據(jù)的安全使用等。通過這些措施可以確保數(shù)據(jù)在傳輸和使用過程中的安全，防止數(shù)據(jù)泄露[6]。

（三）跨界合作應(yīng)對安全挑戰(zhàn)

由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛，包括硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等多個領(lǐng)域，單一的公司或機構(gòu)很難完全掌握所有的技術(shù)。因此，需要各個公司或機構(gòu)之間進行合作，共享技術(shù)資源，共同研發(fā)安全解決方案，這種合作可以通過技術(shù)共享、聯(lián)合研發(fā)等方式進行，以提高應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)的能力。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用涉及許多行業(yè)，如制造業(yè)、醫(yī)療健康、智能家居等，這些行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的需求可能各不相同，因此，需要與這些行業(yè)進行合作，了解他們的安全需求，并為他們提供定制的安全解決方案，這種合作可以通過行業(yè)協(xié)會、行業(yè)峰會等方式進行，以促進各行業(yè)之間的交流和合作。

五、結(jié)束語

在物聯(lián)網(wǎng)背景下，計算機網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的分析揭示了面臨的諸多挑戰(zhàn)和影響因素。為了保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)健運行，必須加強安全意識教育與培訓(xùn)，提高員工的安全素養(yǎng)。同時，必須構(gòu)建完善的安全管理體系，建立跨界合作機制，形成共同應(yīng)對安全威脅的合力。在技術(shù)層面，身份認證、數(shù)據(jù)加密和安全漏洞監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)將起著重要作用。通過全面落實這些策略和技術(shù)手段，管理員可更好地應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)時代的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)，確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在連接萬物的同時擁有強大的安全防護，為數(shù)字化社會的持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

作者單位：陸海峰 張雅娟 海南科技職業(yè)大學(xué)

參考文獻

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