什麼是物聯網安全？ 如何確保物聯網設備安全

物聯網 (IoT) 解決了緊迫的業務問題，但經常帶來令人擔憂的挑戰。

物聯網技術為各種業務（醫療保健、交通運輸等）帶來了諸多好處，同時，隨著互聯性的提高，它也引發了安全問題。

物聯網中的實體不一定是相同類型的設備、對像或服務。 每個實體都有不同的目的、接口、運行機制和技術。 考慮到多樣性，應用與其他資產結構相同的安全結構不會在確保網絡安全的同時產生預期的結果。

它使物聯網安全成為打算保護其資產免受惡意攻擊的組織的首要任務之一。

物聯網設備是攻擊者入侵公司網絡的可能入口點，這就是為什麼需要強大的安全措施來保護它們的原因。

今天，物聯網的範圍已經擴大到包括傳統的工業機器，並為它們配備了與網絡連接和通信的能力。 您會發現物聯網技術被用於各種用途，如醫療設備、教育、業務發展、通信等。

在深入了解物聯網安全之前，讓我們先了解一下物聯網設備。

物聯網生態系統遍布組織和企業，涵蓋範圍廣泛的設備。 您可以通過利用以下組合來確保物聯網安全  物聯網安全解決方案、策略和技術。

物聯網安全問題

識別物聯網安全問題和威脅是解決這些問題的第一步。 只有當您發現這些問題並相應地構建您的預防策略時，您的保護措施才會有效。

人們可以將物聯網安全問題分為技術挑戰和安全挑戰。 物聯網設備的異構和無處不在的性質促成了主要與可擴展性、無線技術、分佈式性質和能源相關的技術挑戰。 相反，安全挑戰包括身份驗證、機密性、完整性和端到端安全性。

機密性、完整性和可用性(CIA) 的安全目標適用於物聯網設備，實現這些目標帶來了挑戰，考慮到計算和電力資源方面的限制和限制。

驗證

物聯網設備或對象應相互識別和驗證。 然而，當涉及如此多的實體（設備、人員、服務、處理單元等）時，身份驗證變得具有挑戰性。

此外，當物聯網中的對象第一次相互交互時，身份驗證會變得很棘手。 您需要一種適當的機制來驗證每次交互中的實體，以解決這個 IoT 安全挑戰。

計算和電源能力

設計和實現協議  加密  考慮到物聯網設備有限的計算和功率能力，或身份驗證提出了挑戰。

這些算法需要與設備的能力兼容，並應引入和實施輕量級解決方案以確保物聯網安全。

異質性

物聯網設備具有不同的功能、複雜性和供應商。 物聯網設備的發布日期、技術接口、比特率和功能很有可能彼此不同。

設計和實施安全協議以涵蓋物聯網階段的這種多樣性對組織來說是一個挑戰。 此外，物聯網在動態環境中運行，設備之間的連接可能會發生變化。 在設計保護措施以確保物聯網安全時，您需要考慮這些參數。

政策

物聯網需要政策和標準來確保數據的安全存儲、傳輸和處理。 當您處理物聯網及其動態環境中的各種實體時，在所有設備上執行此類策略和標準變得很棘手。

您需要有明確的標準，並且您的安全機制應該在所有物聯網設備上強制執行這些標準，以實現預定義的服務水平協議 (SLA)。

物聯網安全挑戰

物聯網設備遇到了一些安全挑戰，這些挑戰會給使用它們的組織和企業帶來風險。

以下是一些值得注意的物聯網安全挑戰：

• 設備相關的安全風險處理不當，主要是因為這些設備沒有得到定期更新。
• 弱憑據和默認密碼使設備容易受到暴力攻擊或密碼黑客攻擊。
• 勒索軟件和惡意軟件的持續混合使設備容易受到不同類型的攻擊。
• 使用物聯網殭屍網絡挖掘加密貨幣會危及物聯網設備中數據的機密性、完整性和可用性。

物聯網架構不同層的物聯網安全挑戰

物聯網安全挑戰分佈在物聯網架構的不同層——感知層、網絡層和應用層。

感知層

感知（或傳感器）層的目的是在執行器和傳感器的幫助下從環境中收集數據。

以下是感知層的一些安全挑戰：

• 信號在使用無線技術的傳感器節點之間傳輸。 使用乾擾波可能會影響其效率。
• 攻擊者可以在物聯網設備在戶外環境中運行時攔截它們的傳感器節點。 攻擊者可以篡改設備的硬件。
• 網絡拓撲是動態的，因為節點可以移動到不同的地方。
• 物聯網感知層主要由射頻識別設備（RFID）和傳感器組成。 它們的計算能力和存儲容量有限，容易受到物聯網安全威脅。
• 重放攻擊可以通過欺騙或重放物聯網設備的身份信息來利用感知層的機密性。

這些物聯網安全挑戰可以通過採用加密、身份驗證和訪問控制來解決。

網絡層

物聯網基礎設施的網絡層支持將數據路由和傳輸到連接到互聯網的各種物聯網中心和設備。

與網絡層相關的安全挑戰如下：

• 由於遠程訪問機制和數據交換，數據的機密性和隱私存在風險。 攻擊者可以通過流量分析、被動監控或竊聽來利用它們。
• 如果設備的密鑰材料暴露，它可能會危及安全通信通道。
• 異構網絡組件使使用當前網絡協議變得具有挑戰性。

網絡層的這些安全挑戰可以通過採用協議和物聯網安全軟件來解決，使物聯網中的對象能夠響應異常行為和情況。

應用層

應用層通過創建智能環境來達到物聯網的目的。 該層保證數據的真實性、完整性和機密性。

應用層的物聯網安全挑戰如下：

• 集成不同的應用程序具有挑戰性，因為它們具有不同的身份驗證機制來確保數據隱私和身份驗證。
• 許多連接的設備會對分析數據的應用程序造成大量開銷，從而影響服務的可用性。
• 未正確識別不同用戶將如何與應用程序交互、可安全顯示的數據量以及負責管理這些應用程序的人員。

您需要適當的工具來解決應用層中的安全挑戰並控制可安全披露的數據量、使用方式和時間以及由誰使用。

如何保護物聯網設備

您可以設置一些通用保護措施來確保物聯網安全。 其中包括在物聯網設備中使用授權軟件。 此外，當物聯網設備打開時，它應該在收集或發送數據之前對自己進行身份驗證。

有必要設置  防火牆  過濾發送到物聯網端點的數據包，因為它們的計算能力和內存有限。 您還應該確保在不消耗額外帶寬的情況下安裝更新和補丁。

除了一般的安全措施外，您在規劃物聯網設備的安全性時還需要考慮一些獨特的安全實踐。 您需要確保設備安全、網絡安全，並確保整個物聯網基礎設施和系統是安全的。

您可以採用以下安全實踐來保護 IoT 設備：

• 確保物理安全：保持物聯網設備相對隔離並防止物理訪問。
• 部署防篡改設備：部署防篡改的物聯網設備，其中設備在被篡改時被禁用。
• 更新固件和安裝補丁：一旦製造商發布補丁，就主動升級、更新固件和安裝補丁。
• 執行動態測試：它暴露了硬件存在的代碼弱點和安全漏洞。
• 保護設備處置數據：指定在物聯網設備過時時丟棄它們的程序。 不當丟棄的設備可能對隱私構成威脅並用於各種惡意目的。
• 使用強大的身份驗證：避免使用默認密碼，因為它們會帶來密碼被盜的威脅。 使用複雜的密碼進行身份驗證並抵制有根據的猜測。
• 鼓勵使用自適應身份驗證：自適應身份驗證或上下文感知身份驗證 (CAA) 使用上下文信息和  機器學習  評估惡意風險的算法。 如果風險很高，則會要求用戶提供多因素代幣。
• 使用強加密和協議：通過在各種物聯網協議（藍牙、Zigbee、Z-Wave、Thread、Wi-Fi、蜂窩、6LoWPAN、NFC 等）中使用強加密來保持安全的數據傳輸
• 最小化設備帶寬：將設備運行所需的網絡能力和帶寬限制在最低限度，避免成為物聯網承載的分佈式拒絕服務 (DDoS) 攻擊的目標。
• 對網絡進行分段：使用虛擬局域網 (VLAN)、IP 地址範圍及其組合將網絡劃分為較小的本地網絡。 這允許您創建不同的安全區域並表示受防火牆控制的不同段。
• 保護敏感信息：通過限制這些設備的發現來避免敏感的個人身份信息 (PII) 洩漏。 您需要適當的服務機制和身份驗證協議，以便授權客戶端可以發現物聯網設備。

物聯網安全軟件解決方案

物聯網軟件解決方案保護智能設備和物聯網中心免受不必要或未經授權的訪問。 這些軟件解決方案通過提供安全的數據管道和不斷更新的威脅意識和保護，最大限度地降低與連接、管理和從 IoT 設備提取數據相關的風險。

要符合列入物聯網安全軟件解決方案列表的資格，產品必須：

• 符合最新的物聯網設備和技術
• 支持對保護設備間通信和促進用戶訪問案例至關重要的安全措施
• 通過廣泛的身份驗證驗證設備所有權和管理許可
• 當設備間通信被攔截或出現其他情況時提醒設備所有者
• 協助發佈軟件更新

*此列表基於 2021 年 4 月 28 日收集的 G2 數據。為清楚起見，某些評論可能已經過編輯。

1.谷歌云物聯網核心

谷歌云物聯網核心  是一項完全託管的服務，使用戶能夠安全地連接、管理和攝取來自全球數百萬個分散設備的數據。 它分析邊緣和雲中的數據，是一整套有助於連接和存儲信息的工具。

用戶喜歡什麼：

“谷歌物聯網核心提供了註冊設備的便利性，並加快了物聯網的部署。 擁有多個數據流的選項有助於數據管理。 所有有效負載都具有識別和隔離設備的必要信息。 從 Google PubSub 擴展到 IoT Core 很容易，因為 Pubsub 在 IoT Core 的底層用於數據流傳輸。”

-   谷歌云物聯網核心評論，   阿什·P。

不喜歡的東西：

“谷歌云物聯網不是那麼容易使用或理解，尤其是對於非 IT 人員而言。 在正確使用之前需要進行一些培訓。”

-   谷歌云物聯網核心評論，Isabella F.

2. Azure 物聯網中心

Azure 物聯網中心  是一種託管服務，充當物聯網應用程序和設備之間雙向通信的中央消息中心。 用戶可以使用 Azure IoT Hub 構建 IoT 解決方案，在多個 IoT 設備和雲託管解決方案後端之間實現可靠和安全的通信。

用戶喜歡什麼：

“Azure IoT Hub 為我們的開發團隊提供了強大的功能、靈活性和多功能性，可用於我們對 Web 應用程序的工業遠程監控。 Azure 服務系列中的這種特殊雲資源是我們應用程序架構基礎的核心部分。 IoT Hub 為我們提供了我們團隊在 Microsoft 發布此特定雲資源之前多年夢寐以求的能力。

“數據協調是任何數據密集型 Web 應用程序成功的關鍵。當消耗來自數百個工業資產的大量時間序列傳感器數據值時，需求變得更加明顯。IoT Hub 使我們能夠處理來自各種來源、機器、邊緣設備和客戶。”

-   Azure IoT 中心評論，Jon F.

用戶不喜歡什麼：

“我們在上傳和下載 PDF 文件及其解決方案方面遇到了一些問題，但已經解決了。”

-   Azure IoT 中心評論，Joy C.

3. 蔚藍球體

天藍色球體  是一個安全的高級應用平台，具有內置通信和安全功能，適用於互聯網連接設備。 它包括一個安全的、連接的、交叉的微控制器單元 (MCU)、一個定制的基於 Linux 的高級操作系統 (OS) 和一個基於雲的安全服務，可提供持續的、可再生的安全性。

用戶喜歡什麼：

“微軟提供的這個軟件包最突出的一點是它由三個項目（不能單獨獲得）組成，它們共同構成了一個可靠的解決方案，以提高公司物聯網管理的安全性。 它還強調了該操作系統基於 Linux 內核，同時使其易於適應設備並具有額外的保護層。

總的來說，Sphere 操作系統、微處理器和 Sphere 安全系統的結合被概述為一個完整的三角測量，以提供一個安全的可靠系統，包括對公司物聯網框架中設備的威脅。”

-   Azure Sphere 評論，Jonathan S.

用戶不喜歡什麼：

“我發現軟件界面非常擁擠，因為不同的功能有時會讓人不知所措。 安全更新非常頻繁，很難跟上它們。 如果蜂窩網絡連接可以成為軟件的一部分並支持 Mac 平台，我將不勝感激。”

-   Azure Sphere 評論，Jazlyn S.

4. AWS IoT Device Defender

AWS IoT Device Defender   是一項託管服務，可幫助用戶保護 IoT 設備，同時持續審核 IoT 配置，以確保與安全最佳實踐保持一致。

用戶喜歡什麼：

“AWS IoT Device Defender 是 AWS IoT 服務的一部分。 設備防御者檢查與我們的物聯網設備相關的安全策略，以確認設備沒有受到黑客的攻擊或操縱。 如果存在安全漏洞，則設備防御者將發送警報，以便我們可以撤銷或修改安全策略。 對通過 AWS IoT 連接的設備進行授權和身份驗證也變得很容易。”

-   AWS IoT Device Defender 審查，Anu H.

用戶不喜歡什麼：

“它的定價相對要高一些，有時檢測安全攻擊需要時間。”

-   AWS IoT Device Defender 審查，Manish S.

5. 擴展

擴展  通過持續掃描暴露的資產，為安全帶來獨特的可見性。 它提供了屬於組織的所有聯網資產的更新視圖。

用戶喜歡什麼：

“一家非常敏捷的公司，提供出色的客戶服務。 他們非常關注客戶的需求，並很快解決了功能要求，以滿足我們業務的需求。”

-   擴展評論，信息技術和服務用戶

用戶不喜歡什麼：

“門戶中的某些功能（例如報告）仍然是基本功能，需要進行一些升級才能更有用。”

-   廣闊的評論，酒店用戶

確保物聯網設備安全

隨著新設備添加到您組織的物聯網中，您需要確保執行適當的物聯網安全措施，並證明在保護您的分佈式資產免受網絡攻擊方面發揮作用。

採用配備物聯網安全軟件解決方案的上述安全實踐，以確保您的全球分散的互聯網連接設備安全可靠。

詳細了解有關信息安全的更多信息，以通過保護信息的基礎來加強您的安全實踐。