基于应用物联网的家居安全系统设计

基于应用物联网的家居安全系统设计

陶林颉

中国通信建设集团设计院有限公司 河南  郑州 450052

摘要：基于应用物联网的家居安全系统设计，亦称安全守护系统，英文“Familyguard"systembasedonIn‐ternet”，是一种采集和分析家庭中各种环境数据并进行数据分析和操作的守护安全系统。分析和比较环境数据通过实时或间接扫描数据导入分析模块，通过对比数据判断家庭安全状况和家庭安全状态，以触发紧急干预处理和紧急处理系统的功能，系统也可以通过相关数据进入安全布防御场景，以确保家庭安全的整体“守护”，能实现目前市面上嵌入式智能家居控制系统无法做到的功能。

关键词：安全监测；应急干预处理；多传感器；情景化布设防

引言

智能家居物联网容易受到安全威胁的影响，需要做好安全威胁的研究工作，确定常见的安全威胁条件，制定出合理的安全威胁应对措施，使智能家居能够得到安全使用。应对措施在安全管理中较为重要，尤其是在智能家居环境中，需要对设备终端的使用进行控制，将设备的安全使用作为重点，提高智能家居的安全控制效果。

1物联网简介

物联网(TheInternetofThing,IoT)是许多互连对象的集合，即服务、人和设备，能够实现通信，并共享数据信息，以实现不同领域和应用的共同目标。物联网有许多应用领域，如物流运输、农业种植、医疗保健、能源生产和分销物联网中的设备遵循身份管理方法，在不同设备的相似集合中进行识别。类似地，IoT系统中的区域能够由IP地址划分，但是在每个区域内，每个实体具有唯一的IP地址。物联网的目的是通过让人们周围的设备智能地执行日常任务和家务，从而改变今天的生活方式。智慧家居、智慧城市、智慧交通等都是与物联网技术紧密相连的应用领域。物联网有许多应用领域，从个人生活到企业需求，个人社交领域的应用程序使用户能够与周围环境进行交互，进而维护和建立社交关系。IoT技术的另一个应用便是在运输领域，其中智能汽车、智能道路和智能交通信号等服务可满足交通运输的安全和便利需求。在金融、银行、营销等行业中所需要使用的应用程序，能够实现组织内部对不同部门的监督管理。最后一个应用领域是服务和公用事业监控部门，包括农业种植、能源管理等业务。物联网体系架构需要基于多个层的开放式架构，以最大化异构系统和分布式资源之间的互操作性。网络层服务于通信媒体的通信目的，访问网关层和边缘层有助于数据收集，而应用层负责应用程序中的数据处理，物联网架构能够主要分为三层:①感知层，用于信息收集，为物联网架构的底层;②网络层，用于信息传输，为物联网架构中的中间层;③应用层，以实现之间的识别和感知。对象和对象，人和对象以及执行智能功能，为物联网架构中的顶层。三层架构是IoT的基础，它己在许多系统中设计和实现。通常，己经实现了物联网技术的实施与现代文明的临近，在现代文明中，设备和社会实际上是通过无线传感器结合到信息系统的。此外，还有许多其他项目由大学和各政府机构资助，用于研究物联网架构的要求，旨在提供架构参考。架构标准应包括明确定义的抽象数据模型，接口和协议以及对中性技术的具体绑定，以支持最广泛的人类、软件、智能对象或设备、操作系统和编程语言。

2基于应用物联网的家居安全系统设计 

2.1智能终端防护

智能终端是指智能产品终端，包括智能冰箱、智能摄像头等，在技术防护方面，可通过硬件通信等途径采取防护措施，主要包括以下：（1）增强终端认证机制，通过多因素认证方式，提高密钥安全级别，通过智能认证确保数据包源头的真实性，拒绝为伪造节点信息服务。（2）增强权限控制，在智能产品设计与研发过程中，生产商要注重对设备使用者的权限控制，采取有效控制方法，强化对非授权访问的限制。（3）注重安全升级，智能产品在生产制造过程中，要注重安全技术的升级，在升级前做好运行测试，向设备传输补丁时先使用加密签名进行验证，在下载升级系统版本过程中，可利用预设下载插件方式对使用者的固件进行升级，进而有效避免出现漏洞时，使用者因无法及时升级造成的危害情况。

2.2智能设备

智能家居中设备安全性是当前最为重要的问题。部署在家中的智能设备和家用电器收集大量有关家庭环境和用户状况的敏感数据，然而，研究人员发现，许多设备都存在潜在的安全漏洞，使它们成为入侵点。例如，一个联网的冰箱可能被恶意黑客用作进入家庭网络的入口，一旦攻击者进入，他们便可以访问用户的计算机，从而窃取私人信息。据报道，过去几年一些流行的联网设备（例如SimpliSafe、Ring、SmartThings和Nest）都存在严重的安全漏洞，可能会使用户面临各种各样的安全问题。另一项研究表明，70%的常用物联网设备都存在严重漏洞，平均每台设备有25个漏洞。智能设备易受攻击由几个因素造成，其中最明显的原因是智能设备本身缺乏安全措施。一方面，多数智能设备往往资源有限，这使得无法在其上实现功能强大的安全防护；另一方面，智能家居无统一的行业安全标准，大部分厂商为了降低成本仅实现最低限度的功能，不增加额外的安全措施，导致部分智能设备存在默认口令、明文传输密钥等高危漏洞。固件无法定期更新是导致该问题的另一个原因。由于担心降低用户体验，许多供应商不愿通过固件升级来修复漏洞。智能设备应该具有自动更新功能，一旦发现问题，供应商可以及时发布修复程序。但智能设备的生命周期较长，并且数量不断增加，使得固件更新非常具有挑战性，如果缺少适当的防护措施，固件更新也会成为安全漏洞。

2.3做好云端安全管理

云端是实现智能家居管理的重要场所，需要做好云端的安全管理，防止云端文件被非法注入，提高云端的安全性。云端安全管理措施包括：第一，对云端数据进行管理，做好防止数据泄漏工作，提高数据处理方法的有效性。第二，做好数据备份工作，便于对数据进行对比，确定数据是否发生篡改，提高云端安全检测的效率。第三，做好非法攻击的应对工作，当服务器遭到较多的非法攻击时，应及时对服务进行终止，防止系统受到攻击而进入瘫痪状态，影响物联网运行的稳定性。第四，用户接入云端时，进行完整性校验，确定用户的身份信息，保障用户登录身份的准确性。第五，采用防篡改回滚措施，当数据发生篡改时及时进行回滚，将备份数据重新进行导入，起到防篡改目的。

结语

尽管智能家居面临一些安全挑战，但它也可以创造机会使家居环境更安全。要确保智能家居设备的安全，一方面，制造商应该研究和开发适合低功耗设备的轻量级安全机制，实现对智能家居等复杂环境访问的新型和灵活的身份验证机制；另一方面，用户需更好地了解所使用的家居设备，并对其进行安全配置和设置，采取适当措施以规避风险。理想的智能家居安全性是不妨碍设备可用性和功能的，允许用户在不损害其安全性的情况下获得物联网带来的好处。

参考文献

[1]祝宝良.2020年中国经济走势和经济政策[N].中国经济报告，2020-01-30.

[2]崔迪．嵌入式智能家居控制系统的设计[D].大连：大连理工大学硕士学位论文，2012．

[3]李战明，陈若珠，张保梅.同类多传感器自适应加权估计的数据级融合算法研究[N].兰州理工大学学报，2006-08.

[4]严琦，张云勇，安岗.基于应用场景的低功耗广域物联网联网(LPWA)技术对比分析[J].世界电信，2017（3）：50-56.