利用开放标准构建更智能、更安全的城市
物联网 （iot） 技术正在进入我们生活的每个角落。他们监控我们如何驾驶，使工厂生产线更高效，并保持公用事业平稳运行。他们还面临着来自对手的妥协风险，这些对手可能是出于经济动机的网络犯罪分子，民族国家特工，甚至是心怀不满的员工。
没有银弹可以帮助我们解决这一挑战。但是，在设计产品和构建物联网系统时，安全设计和开放标准应该是您的指导原则。这些不仅有助于最大限度地降低网络风险，还可以加快上市时间并提高成本效益。
最坏情况
我们正处在智慧城市新时代的开端。然而，随着连接和计算能力在大型户外网络中更广泛地分布，威胁参与者将继续扩大自己的活动，以将攻击货币化。目前，有很多安全漏洞可供瞄准。2020 年的一份报告声称，物联网设备现在占全球网络上所有受感染设备的三分之一（33%），高于 2019 年的 16%。另一份报告声称，超过一半（57%）的人受到中等或高度严重性的攻击。
弱密码、固件漏洞和不安全的网络继续破坏部署。它们为攻击者提供了劫持设备，破坏关键基础设施，勒索组织赎金以及从连接网络窃取敏感数据的机会。这是很久以前在1960年代的经典电影《意大利工作》（the italian job）中发现的威胁，在这部电影中，一个典型的意大利“智慧城市”的交通被黑客所阻止。不幸的是，今天可能会发生更糟糕的事情。今年早些时候，对佛罗里达州奥德马尔（oldsmar）一家水厂的网络攻击被挫败，旨在毒害居民的饮用水。
安全从这里开始
在这种情况下，工程师和开发人员应该专注于开发强大的安全架构。这将包括两个关键元素作为设备的一部分：设备身份验证和消息加密。
首先，每个设备必须具有唯一可识别性，以便在加入网络时可以有效地对其进行身份验证，并能够证明它没有被恶意代码篡改或劫持。嵌入在每个设备中的数字证书是实现这一目标的理想方法，因为它们可以在制造过程中或调试之前嵌入，并且不易受到密码方式的损害。
所有安全设备都将包含必须保护的私钥。有多种方法可以做到这一点：考虑一个硬件安全元件，一个专门设计用于防止未经授权的访问的芯片，即使攻击者对设备有物理访问（就像物联网经常发生的情况）［4］。另一种防止篡改的技术是物理不可克隆功能（puf）［5］。在这里，“指纹”来自一块硅的独特特性（晶体管阈值电压，增益因数等）。然后，这可以转换为唯一的加密密钥，并用作芯片的根密钥。这里的优点是不需要额外的硬件来安全地存储密钥，并且当设备关闭电源时，黑客将不可见。
设备身份验证只是所需保护的一部分。同样重要的是消息加密。加密可确保消息内容是私有的，并防止消息更改，例如，来自“中间人”攻击。无线电标准（如 ieee 802.15.4）包括 aes 消息加密，该加密内置于 rf 芯片中，可动态加密消息。aes提供了一种轻量级的方法来保护无线框架，同时保持低功耗和处理器开销。
rf技术的一个固有问题是易受干扰性。干扰可能是无意的（例如位于同一位置的网络），由干扰源（例如焊接设备）引起的，也可能是有意的（例如来自干扰设备）。例如，wi-sun 风扇网络使用多种技术来缓解以下类型的干扰：
首先，设备使用分散的跳频，这使得攻击者很难通过干扰信号来拒绝服务。
此外，网状网络拓扑对网络弹性有重大影响，与星型（或“中心辐射型”）网络相比具有多项优势。它们更可靠，因为如果设备彼此失去联系，数据可以重新路由。而且，设备到设备的传输通常在较短的距离上进行，因此提高了电源效率、性能和通道利用率。
开放标准的力量
使用开放、可互操作的标准是另一个重要的考虑因素。为什么从安全角度来看，这很重要？答案是，开放标准将是成熟可靠的，经过许多利益相关者的压力测试和验证，包括技术的开发人员和用户。因此，可以快速检测和修复漏洞。
wi-sun 联盟配置文件使用广泛的 ieee 和 ietf 标准，包括 ieee 802.15.4 射频和链路层、来自 802.1ar 的安全设备标识、基于 ietf eap-tls 的网络身份验证以及 ieee 802.15.9 密钥管理。
更好的安全方案
从产品角度来看，遵循开放标准可以加快上市时间，降低成本，并确保您的产品可以使用各种制造商的处理器和无线电进行优化。通常，将有一系列公开可用的协议栈、设计信息和参考实现，以帮助您构建面向未来的安全产品。
随着智能城市、智能公用事业和大规模企业物联网网络的不断发展，寻求新赚钱方式的网络犯罪分子的注意力也将随之增加。这就是为什么设计安全是所有连接设备的先决条件。
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