隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,數(shù)以百億計(jì)的智能設(shè)備正以前所未有的深度融入社會(huì)生產(chǎn)與日常生活。在享受物聯(lián)網(wǎng)帶來的高效與便利的其終端層所暴露的安全風(fēng)險(xiǎn)也日益凸顯,成為制約產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和國家網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵瓶頸。中國科學(xué)院信息工程研究所朱紅松研究員長(zhǎng)期致力于物聯(lián)網(wǎng)安全研究,其團(tuán)隊(duì)在物聯(lián)網(wǎng)終端安全風(fēng)險(xiǎn)分析與自動(dòng)化防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域取得了系列重要進(jìn)展,為構(gòu)建安全可信的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐與技術(shù)路徑。
物聯(lián)網(wǎng)終端面臨的主要安全風(fēng)險(xiǎn)
物聯(lián)網(wǎng)終端,作為物理世界與數(shù)字世界交互的“末梢神經(jīng)”,因其固有的特性而面臨獨(dú)特且嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。朱紅松研究員指出,當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)主要集中于以下幾個(gè)方面:
- 硬件與固件層面的脆弱性:大量物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備出于成本與功耗考慮,計(jì)算、存儲(chǔ)資源有限,安全設(shè)計(jì)先天不足。固件更新機(jī)制缺失或不可靠,導(dǎo)致已知漏洞長(zhǎng)期無法修補(bǔ),成為攻擊者穩(wěn)定的入侵入口。硬件接口(如調(diào)試接口)暴露、芯片級(jí)安全機(jī)制缺失等問題也普遍存在。
- 軟件與協(xié)議層面的安全缺陷:終端設(shè)備運(yùn)行的輕量級(jí)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件往往未經(jīng)充分安全測(cè)試,存在大量編碼漏洞。為適應(yīng)低帶寬、高延遲環(huán)境而設(shè)計(jì)的輕量級(jí)通信協(xié)議(如MQTT、CoAP),其安全性設(shè)計(jì)可能不完善,容易遭受中間人攻擊、重放攻擊等。
- 規(guī)模化與異構(gòu)性帶來的管理難題:物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量龐大、種類繁多、部署環(huán)境復(fù)雜且分散。傳統(tǒng)的基于邊界的防護(hù)策略和手動(dòng)安全管理模式難以有效覆蓋,使得資產(chǎn)不清、狀態(tài)不明、策略難以統(tǒng)一部署和執(zhí)行成為常態(tài)。
- 數(shù)據(jù)采集與隱私泄露風(fēng)險(xiǎn):終端設(shè)備持續(xù)采集環(huán)境、用戶甚至生物特征等敏感數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、處理環(huán)節(jié)若保護(hù)不當(dāng),極易導(dǎo)致大規(guī)模隱私泄露,甚至危及人身與公共安全。
自動(dòng)化防護(hù)技術(shù):應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵利器
面對(duì)上述挑戰(zhàn),依賴人工響應(yīng)的傳統(tǒng)安全手段已力不從心。朱紅松研究員團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào),發(fā)展智能、自適應(yīng)的自動(dòng)化防護(hù)技術(shù)體系是必然趨勢(shì)。其核心思想是利用人工智能、軟件定義安全、動(dòng)態(tài)可信計(jì)算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)安全能力的“內(nèi)生”與“自進(jìn)化”。關(guān)鍵技術(shù)方向包括:
- 終端輕量級(jí)可信執(zhí)行環(huán)境構(gòu)建:在資源受限的終端上,通過軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì),構(gòu)建隔離的可信執(zhí)行環(huán)境(TEE),保障關(guān)鍵代碼與數(shù)據(jù)(如密鑰、認(rèn)證信息)的機(jī)密性與完整性,從根源上提升終端自身抗攻擊能力。
- 基于行為分析的異常檢測(cè)與自動(dòng)化響應(yīng):利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型,持續(xù)學(xué)習(xí)終端在正常狀態(tài)下的行為模式(如網(wǎng)絡(luò)流量、系統(tǒng)調(diào)用、資源消耗)。一旦檢測(cè)到偏離基線的異常行為,系統(tǒng)可自動(dòng)觸發(fā)預(yù)定義響應(yīng)策略,如隔離設(shè)備、阻斷惡意流量、觸發(fā)告警等,實(shí)現(xiàn)威脅的實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)與處置。
- 軟件定義的安全策略與自動(dòng)化編排:通過集中控制器,以軟件定義的方式動(dòng)態(tài)管理和下發(fā)安全策略(如訪問控制規(guī)則、入侵檢測(cè)規(guī)則)至海量異構(gòu)終端。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)感知,能夠自動(dòng)化地編排和調(diào)整全網(wǎng)安全策略,實(shí)現(xiàn)靈活、精準(zhǔn)的防護(hù)。
- 固件安全分析與自動(dòng)化漏洞挖掘:針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)固件,開發(fā)自動(dòng)化分析平臺(tái),利用符號(hào)執(zhí)行、模糊測(cè)試等技術(shù)批量、高效地挖掘潛在漏洞,并自動(dòng)生成檢測(cè)規(guī)則或補(bǔ)丁建議,極大提升漏洞發(fā)現(xiàn)與修復(fù)效率。
- 隱私計(jì)算與數(shù)據(jù)安全自動(dòng)化保障:在終端側(cè)或近終端側(cè)集成隱私計(jì)算技術(shù)(如安全多方計(jì)算、聯(lián)邦學(xué)習(xí)),使得數(shù)據(jù)在不出域或加密狀態(tài)下即可完成計(jì)算與分析任務(wù),自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)可用不可見”,從技術(shù)層面規(guī)避隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)。
展望:構(gòu)建服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)的安全技術(shù)生態(tài)
朱紅松研究員認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)終端安全并非單一技術(shù)問題,而是一個(gè)涉及芯片、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、應(yīng)用、管理的系統(tǒng)工程。未來的發(fā)展需要產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同推進(jìn):
- 標(biāo)準(zhǔn)先行:加快制定物聯(lián)網(wǎng)終端安全國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為設(shè)備研發(fā)、測(cè)評(píng)、采購提供統(tǒng)一標(biāo)尺。
- 技術(shù)融合:深化人工智能、區(qū)塊鏈、擬態(tài)防御等新技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)安全場(chǎng)景的融合創(chuàng)新。
- 生態(tài)共建:推動(dòng)芯片廠商、設(shè)備制造商、安全企業(yè)、云服務(wù)商等形成合力,打造從“芯”到“云”的縱深防御體系。
- 實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn):通過建設(shè)國家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)安全靶場(chǎng)、開展實(shí)戰(zhàn)化攻防演練,持續(xù)驗(yàn)證和優(yōu)化自動(dòng)化防護(hù)技術(shù)的有效性。
在中國科學(xué)院信息工程研究所朱紅松研究員等專家的引領(lǐng)下,通過聚焦物聯(lián)網(wǎng)終端內(nèi)生安全機(jī)理,大力發(fā)展智能化、自動(dòng)化的主動(dòng)防護(hù)技術(shù),并構(gòu)建完善的安全生態(tài),我們必將能夠有效駕馭物聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn),確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在賦能千行百業(yè)、服務(wù)國計(jì)民生的道路上行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
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更新時(shí)間:2026-01-23 16:38:46