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對(duì)基于云的智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述和介紹，從設(shè)備、通信、應(yīng)用、用戶等方面對(duì)智能家居安全問(wèn)題的根源進(jìn)行了深入的分析和研究，并對(duì)解決相關(guān)安全問(wèn)題的方法進(jìn)行了探討，回顧了現(xiàn)有的解決方案和存在的不足，指出了解決安全問(wèn)題需要克服的技術(shù)難點(diǎn)。
01
根據(jù)目前智能家居的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，提出對(duì)未來(lái)研究的熱點(diǎn)
1、智能家居系統(tǒng)架構(gòu)
在系統(tǒng)中，設(shè)備是由不同的供應(yīng)商使用不同的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，這些供應(yīng)商之間需要相互協(xié)作；系統(tǒng)需要通過(guò)集中收集設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理，這就要求有較強(qiáng)的處理能力，并有足夠的存儲(chǔ)空間。
但大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的存儲(chǔ)和計(jì)算能力都受到限制，為解決異構(gòu)和資源不足的問(wèn)題，研究者提出了一種基于云計(jì)算的解決方案。云存儲(chǔ)空間是無(wú)限的，而且非常便宜，并且具有很強(qiáng)的處理能力，它不僅需要足夠的資源來(lái)收集、處理和存儲(chǔ)在智能家庭環(huán)境中生成的數(shù)據(jù)，還需要滿足實(shí)時(shí)響應(yīng)的高動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一起，多個(gè)服務(wù)可以共享數(shù)據(jù)。
展示了一個(gè)基于云計(jì)算的智能住宅系統(tǒng)的典型體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)包括傳感層、網(wǎng)絡(luò)層和服務(wù)層。感應(yīng)器層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集，包括使用一系列物理設(shè)備，但是感應(yīng)器本身的資源非常有限。網(wǎng)格層負(fù)責(zé)將收集到的數(shù)據(jù)傳遞給管理人員，或用于其他應(yīng)用。智能家庭中，各設(shè)備之間獨(dú)立運(yùn)行，并利用本地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
以家庭網(wǎng)關(guān)為接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家庭用戶的遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制和管理。此外，家庭網(wǎng)關(guān)可以被聚合為一個(gè)聚合點(diǎn)，在特定時(shí)間段或特定時(shí)間間隔內(nèi)聚合數(shù)據(jù)，并通過(guò)向云服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備信息。但網(wǎng)關(guān)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力也是有限的。
服務(wù)層的主要作用是提供服務(wù)，而云服務(wù)器負(fù)責(zé)處理收到的數(shù)據(jù)，并將經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的服務(wù)層，服務(wù)層使用這些數(shù)據(jù)為用戶服務(wù)。云服務(wù)器通常屬于物聯(lián)網(wǎng)制造商，他們?yōu)槠脚_(tái)提供訪問(wèn)點(diǎn)，而應(yīng)用程序則通過(guò)這些訪問(wèn)點(diǎn)與家庭設(shè)備交互。
將智能家居設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)上傳到社交網(wǎng)站，必然會(huì)給用戶帶來(lái)巨大的隱私威脅。此外，云服務(wù)通常是針對(duì)一大群客戶而非特定用戶開發(fā)的，因此，數(shù)據(jù)泄露的可能性更大。盡管云計(jì)算的應(yīng)用推動(dòng)了智能家居的普及，但是如何對(duì)用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私進(jìn)行保護(hù)是智能家居行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
2、通信協(xié)議
智能化住宅的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要采用的是無(wú)線通信方式。智能家庭常用的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。但研究發(fā)現(xiàn)，這些無(wú)線協(xié)議本身也有其自身的弱點(diǎn)，即通過(guò)不安全的無(wú)線信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能會(huì)被攔截、竊聽或修改。
一種廣泛應(yīng)用于智能家庭的無(wú)線通信技術(shù)，其安全性依賴于密鑰保密。然而，默認(rèn)鏈路密鑰的使用給密鑰的機(jī)密性帶來(lái)了極大的風(fēng)險(xiǎn)，使得黑客可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)外部嗅探出密鑰，從而對(duì)密鑰進(jìn)行截取。
通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為智能家居環(huán)境中實(shí)用的通信標(biāo)準(zhǔn)。盡管無(wú)線通信技術(shù)具有一系列旨在保護(hù)通信機(jī)密和完整性的安全特性，但其協(xié)議的性質(zhì)和設(shè)計(jì)仍使其在某種程度上更易遭受由通信流分析攻擊而導(dǎo)致的隱私泄露威脅。在攻城戰(zhàn)中，攻城者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)置，截獲并刪除從智能設(shè)備到中心、智能手機(jī)或云的通信。
即使在安全加密的情況下，黑客也能通過(guò)竊聽家庭傳感器的無(wú)線傳輸來(lái)判斷用戶的行為。此外，通過(guò)竊聽加密通信，黑客可以推斷出被智能設(shè)備訪問(wèn)的站點(diǎn)。研究人員進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，以研究信息泄露的內(nèi)在缺陷。結(jié)果表明，該協(xié)議中的安全機(jī)制無(wú)法有效地抵抗信息泄露攻擊。
3、用戶
在智能家庭中，除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在設(shè)備漏洞和安全漏洞外，用戶安全意識(shí)薄弱也會(huì)帶來(lái)安全威脅和隱私泄露。現(xiàn)在，大多數(shù)智能設(shè)備既沒有鍵入密碼的鍵盤，也沒有在屏幕上顯示隨機(jī)“配對(duì)代碼”，這使得用戶放棄了使用強(qiáng)密碼，而選擇使用默認(rèn)密碼，從而使得黑客有機(jī)會(huì)訪問(wèn)智能設(shè)備。
雖然智能家庭安全問(wèn)題應(yīng)該由廠商在設(shè)備和系統(tǒng)級(jí)別上解決，但用戶也有責(zé)任保護(hù)自己免受安全威脅。除了由于黑客行為而導(dǎo)致的個(gè)人數(shù)據(jù)泄露之外，用戶數(shù)據(jù)也可以被非法收集和未經(jīng)授權(quán)共享。隨著連接設(shè)備和可穿戴設(shè)備的流行，以及對(duì)數(shù)據(jù)共享的需求不斷增長(zhǎng)，用戶應(yīng)充分了解安全和隱私保護(hù)，防止隱私泄露和數(shù)據(jù)被盜。
02
由于智能設(shè)備資源有限的特點(diǎn)，這些安全機(jī)制的實(shí)現(xiàn)存在很大的不確定性
1、驗(yàn)證方法
為防止非法使用設(shè)備和系統(tǒng)，在智能家庭環(huán)境中，必須進(jìn)行認(rèn)證。它的主要目的是驗(yàn)證設(shè)備用戶的身份，防止非法用戶操縱智能家居設(shè)備。驗(yàn)證包括對(duì)云服務(wù)、移動(dòng)接口和設(shè)備進(jìn)行本地管理會(huì)話驗(yàn)證 。尤其是那些連接到因特網(wǎng)并允許第三方操作和控制的設(shè)備 ，需要強(qiáng)大的認(rèn)證和授權(quán)控制機(jī)制 。
雖然提出了許多認(rèn)證方案，但其中大多數(shù)都會(huì)帶來(lái)巨大的開銷。因?yàn)?智能家居系統(tǒng)通常包含各種各樣的設(shè)備，并且資源有限，因此需要設(shè)計(jì)輕量級(jí)和高效的認(rèn)證方法來(lái)保證其安全 。
2、入侵防御
智能家居安全涉及多個(gè)方面，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都會(huì)給用戶帶來(lái)無(wú)法預(yù)料的安全隱患。目前，研究人員已經(jīng)提出了許多針對(duì)智能住宅系統(tǒng)的測(cè)試框架、安全評(píng)估模型和入侵防御系統(tǒng) 。
建議了一種有助于從安全、隱私和資源管理角度為設(shè)備管理提供幫助的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估架構(gòu)，以確保智能家居環(huán)境中的用戶的風(fēng)險(xiǎn)得到良好管理。提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)化本體、軟硬件一體化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境故障診斷的智能家居異常管理框架。
在推理程序的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出具體的上下文異常，并采取相應(yīng)的措施使系統(tǒng)恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)。建立一個(gè)智能家居設(shè)備的內(nèi)部安全框架，采用自檢和訪問(wèn)控制技術(shù)來(lái)提供安全服務(wù)，確保設(shè)備的認(rèn)證、數(shù)據(jù)的完整性和可用性，并防止安全威脅，如數(shù)據(jù)修改、泄露和代碼偽造 。
結(jié)語(yǔ)：
智能化住宅讓我們的生活比以往任何時(shí)候都更舒適、更方便，而且越來(lái)越受歡迎 。但是，部署智能家居可能對(duì)個(gè)人信息和家庭隱私造成潛在安全威脅。介紹了智能家居的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，從設(shè)備、通信、應(yīng)用、用戶等角度出發(fā)，詳細(xì)研究了智能家居中的安全問(wèn)題，并給出了相應(yīng)的解決方案，并指出了進(jìn)一步研究的方向。
(文章來(lái)源：奀Y居家小妙招 侵刪)
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