物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)

第1章　物聯(lián)網(wǎng)安全概述　1
1．1　物聯(lián)網(wǎng)概述　1
1．1．1　物聯(lián)網(wǎng)的起源與定義　1
1．1．2　物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)　2
1．1．3　物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)　3
1．1．4　物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系　3
1．1．5　物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景　4
1．2　物聯(lián)網(wǎng)安全模型與安全特性　5
1．2．1　物聯(lián)網(wǎng)安全模型　5
1．2．2　物聯(lián)網(wǎng)安全特性　6
1．3　物聯(lián)網(wǎng)面臨的典型威脅和攻擊　7
1．3．1　物聯(lián)網(wǎng)面臨的威脅　7
1．3．2　物聯(lián)網(wǎng)面臨的攻擊　8
1．3．3　物聯(lián)網(wǎng)的安全策略　8
1．4　物聯(lián)網(wǎng)感知層——傳感器網(wǎng)絡(luò)　9
1．4．1　傳感器網(wǎng)絡(luò)概述　9
1．4．2　傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全體系模型　11
1．4．3　傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全目標(biāo)　12
1．4．4　傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全防御方法　13
本章小結(jié)　17
練習(xí)題　14
第2章　物聯(lián)網(wǎng)安全的密碼學(xué)基礎(chǔ)　15
2．1　密碼學(xué)與密碼系統(tǒng)　15
2．1．1　密碼學(xué)概述　15
2．1．2　密碼系統(tǒng)概述　16
2．2　密碼體制的分類(lèi)　17
2．2．1　對(duì)稱(chēng)密碼體制　17
2．2．2　非對(duì)稱(chēng)密碼體制　26
2．3　數(shù)據(jù)完整性算法　28
2．3．1　散列算法　28
2．3．2　數(shù)字簽名　29
本章小結(jié)　32
練習(xí)題　33
第3章　物聯(lián)網(wǎng)的密鑰管理　34
3．1　密鑰管理類(lèi)型　34
3．2　密鑰管理安全問(wèn)題及安全需求　36
3．2．1　安全問(wèn)題　36
3．2．2　安全需求　36
3．3　全局密鑰管理方案　37
3．4　隨機(jī)密鑰預(yù)分配方案　37
3．4．1　隨機(jī)預(yù)共享方案　37
3．4．2　q-composite隨機(jī)預(yù)共享方案　41
3．5　基于矩陣的密鑰管理方案　43
3．6　基于EBS的密鑰管理方案　44
3．7　LEAP協(xié)議和SPINs協(xié)議　46
3．7．1　LEAP協(xié)議　46
3．7．2　SPINs協(xié)議　48
3．8　適用于WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理方案　50
3．8．1　WIA-PA密鑰管理架構(gòu)　50
3．8．2　密鑰分發(fā)　51
3．8．3　密鑰更新　52
3．8．4　密鑰撤銷(xiāo)　53
3．8．5　默認(rèn)密鑰設(shè)置　53
3．8．6　密鑰生存周期　53
本章小結(jié)　54
練習(xí)題　54
第4章　物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證機(jī)制　55
4．1　物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證機(jī)制的安全目標(biāo)及分類(lèi)　55
4．1．1　物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證機(jī)制的安全目標(biāo)　55
4．1．2　物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證機(jī)制的分類(lèi)　55
4．2　基于對(duì)稱(chēng)密碼體制的認(rèn)證協(xié)議　56
4．2．1　基于Hash運(yùn)算的雙向認(rèn)證協(xié)議　57
4．2．2　基于分組密碼算法的雙向認(rèn)證協(xié)議　58
4．3　基于非對(duì)稱(chēng)密碼體制的認(rèn)證　59
4．3．1　基于公鑰密碼體制的雙向認(rèn)證協(xié)議　60
4．3．2　基于RSA公鑰算法的
TinyPK認(rèn)證協(xié)議　62
4．3．3　基于ECC公鑰算法的用戶(hù)強(qiáng)認(rèn)證協(xié)議　63
4．4　廣播認(rèn)證協(xié)議　63
4．4．1　μTESLA廣播認(rèn)證協(xié)議　63
4．4．2　多級(jí)μTESLA廣播認(rèn)證協(xié)議　66
4．5　基于中國(guó)剩余定理的廣播認(rèn)證協(xié)議　67
4．5．1　協(xié)議描述　67
4．5．2　協(xié)議分析　70
本章小結(jié)　75
練習(xí)題　75
第5章　物聯(lián)網(wǎng)安全路由　76
5．1　物聯(lián)網(wǎng)安全路由概述　76
5．2　面臨的安全威脅　77
5．3　典型安全路由協(xié)議　79
5．3．1　安全信元中繼路由協(xié)議　79
5．3．2　基于信譽(yù)度的安全路由協(xié)議　81
5．4　適用于WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的安全路由機(jī)制　83
5．4．1　基于認(rèn)證管理和信任管理的安全路由架構(gòu)　83
5．4．2　認(rèn)證管理　84
5．4．3　信任管理　86
5．4．4　安全路由機(jī)制的實(shí)現(xiàn)　89
本章小結(jié)　96
練習(xí)題　97
第6章　物聯(lián)網(wǎng)安全時(shí)間同步　98
6．1　物聯(lián)網(wǎng)安全時(shí)間同步機(jī)制概述　98
6．2　典型的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步算法　99
6．2．1　基于Receiver-Receiver同步算法　99
6．2．2　基于Pair-Wise的雙向同步算法　100
6．2．3　基于Sender-Receiver 的單向同步算法　101
6．3　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步面臨的攻擊　102
6．3．1　外部攻擊　102
6．3．2　內(nèi)部攻擊　103
6．4　安全時(shí)間同步服務(wù)方案　104
6．4．1　方案設(shè)計(jì)　104
6．4．2　實(shí)施流程　105
6．4．3　方案分析　108
6．4．4　時(shí)間同步精度測(cè)試　108
6．4．5　攻擊測(cè)試　109
6．4．6　安全開(kāi)銷(xiāo)分析　110
本章小結(jié)　111
練習(xí)題　111
第7章　物聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)控制　112
7．1　訪(fǎng)問(wèn)控制簡(jiǎn)介　112
7．1．1　訪(fǎng)問(wèn)控制原理　112
7．1．2　訪(fǎng)問(wèn)控制策略的安全需求　113
7．2　訪(fǎng)問(wèn)控制策略的分類(lèi)　114
7．2．1　自主訪(fǎng)問(wèn)控制策略　114
7．2．2　強(qiáng)制訪(fǎng)問(wèn)控制策略　115
7．2．3　基于角色的訪(fǎng)問(wèn)控制策略　117
7．2．4　基于屬性的訪(fǎng)問(wèn)控制策略　119
7．3　基于受控對(duì)象的分布式訪(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制　121
7．3．1　網(wǎng)絡(luò)模型　122
7．3．2　控制方案　122
7．3．3　安全性分析　125
7．3．4　計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)分析　126
7．3．5　結(jié)論　127
本章小結(jié)　127
練習(xí)題　128
第8章　物聯(lián)網(wǎng)安全數(shù)據(jù)融合　129
8．1　安全數(shù)據(jù)融合概述　129
8．2　安全數(shù)據(jù)融合的分類(lèi)及特點(diǎn)　130
8．3　數(shù)據(jù)融合面臨的安全問(wèn)題　131
8．3．1　安全威脅　131
8．3．2　安全需求　131
8．4　基于同態(tài)加密的安全數(shù)據(jù)融合　132
8．5　基于模式碼和監(jiān)督機(jī)制的數(shù)據(jù)融合安全方案　133
8．5．1　實(shí)施流程　133
8．5．2　博弈論驗(yàn)證　135
8．5．3　安全性分析　137
8．5．4　性能分析　137
8．6　基于分層路由的安全數(shù)據(jù)融合設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)　138
8．6．1　整體設(shè)計(jì)　138
8．6．2　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)　140
8．6．3　安全性分析　144
8．6．4　開(kāi)銷(xiāo)分析　146
本章小結(jié)　149
練習(xí)題　149
第9章　物聯(lián)網(wǎng)的入侵檢測(cè)　150
9．1　物聯(lián)網(wǎng)入侵檢測(cè)概述　150
9．1．1　入侵檢測(cè)概述　150
9．1．2　入侵檢測(cè)原理與模型　150
9．2　入侵檢測(cè)系統(tǒng)分類(lèi)　152
9．2．1　基于審計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源的入侵檢測(cè)系統(tǒng)　152
9．2．2　基于數(shù)據(jù)審計(jì)方法的入侵檢測(cè)系統(tǒng)　153
9．3　典型入侵檢測(cè)模型與算法　154
9．3．1　分布式數(shù)據(jù)審計(jì)入侵檢測(cè)模型　154
9．3．2　模式匹配與統(tǒng)計(jì)分析入侵檢測(cè)模型　155
9．3．3　非合作博弈論入侵檢測(cè)模型　155
9．3．4　基于貝葉斯推理的入侵檢測(cè)算法　156
9．4　基于SRARMA的DoS攻擊檢測(cè)技術(shù)　157
9．4．1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　157
9．4．2　模型體系框架　158
9．4．3　方案實(shí)施流程　159
9．4．4　各模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　160
9．4．5　方案分析　166
本章小結(jié)　170
練習(xí)題　170
第10章　物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)　171
10．1　系統(tǒng)架構(gòu)　171
10．2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　172
10．2．1　安全通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)　172
10．2．2　安全功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)　173
10．3　可信物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)　187
本章小結(jié)　188
練習(xí)題　189
參考文獻(xiàn)　190