物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物理世界由各種實(shí)實(shí)在在的物體組成,包括無線傳感器、物品以及計(jì)算機(jī)等,在物聯(lián)網(wǎng)中,這些物體在物理上充分互聯(lián)。不僅如此,它還是物理世界和虛擬世界的相互溝通和聯(lián)系,物聯(lián)網(wǎng)更能夠使得物理的世界信息自動(dòng)被虛擬世界所接受,使物理世界的智慧和信息能夠和人交流,以達(dá)到人發(fā)展智慧的目的。
2.2 邏輯空間
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的邏輯空間由標(biāo)簽層、讀寫器層、通信層、互聯(lián)網(wǎng)層和應(yīng)用層組成。
(1)標(biāo)簽層
標(biāo)簽層由RFID標(biāo)簽和物品組成,RFID標(biāo)簽類似常見的條形碼,一般附著在物品表面或嵌入其中,存儲(chǔ)著物品的相關(guān)信息。
(2)讀寫器層
RFID讀寫器是無線發(fā)射與接收設(shè)備,主要包括射頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元2部分,對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作,讀寫器對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼,再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理.所以具有較強(qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力。
(3)通信層
標(biāo)簽層與讀寫器層之間是通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別標(biāo)識(shí)對(duì)象、讀取相關(guān)信息,以完成通信。
(4)互聯(lián)網(wǎng)層
讀寫器層與應(yīng)用系統(tǒng)層的通信是由互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。
(5)應(yīng)用系統(tǒng)層
應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)識(shí)物的透明管理,通常包括可以運(yùn)行于任何硬件平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),存儲(chǔ)著RFID標(biāo)簽相關(guān)的信息,當(dāng)然它可以由用戶根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
3 基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患
隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展和基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加了傳感網(wǎng)絡(luò)和智能處理平臺(tái),傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全措施已不能提供可靠的安全保障,從而出現(xiàn)了新的安全隱患。RFID系統(tǒng)主要存在隱私和認(rèn)證2個(gè)方面的安全隱患:在隱私方面主要是防止攻擊者對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行任何形式的非法跟蹤;在認(rèn)證方面主要是要確保標(biāo)簽層只能與合法的讀寫器進(jìn)行通信。
3.1 造成安全隱患出現(xiàn)的主要原因
(1)存儲(chǔ)空間局限性
由于成本的限制,RFID標(biāo)簽的存儲(chǔ)空間非常有限,有的甚至僅容納惟一的標(biāo)識(shí)。RFID標(biāo)簽在計(jì)算能力和功耗方面具有一定的局限。同時(shí)標(biāo)簽自身不具備足夠的安全能力,所以會(huì)造成一些非法的與標(biāo)簽進(jìn)行通信,甚至篡改、刪除標(biāo)簽內(nèi)信息。所以標(biāo)簽的安全性、完整性、可用性、真實(shí)性、有效性在足夠可信任的安全機(jī)制的保護(hù)下才能夠得到保障。
(2)通信網(wǎng)絡(luò)脆弱性
標(biāo)簽層和讀寫器層采用無線射頻信號(hào)通過電磁波進(jìn)行通信,通信過程中沒有任何物理及可見接觸,物聯(lián)網(wǎng)感知層節(jié)點(diǎn)和設(shè)備一般存在于開放環(huán)境中,導(dǎo)致其節(jié)點(diǎn)和設(shè)備能量、處理能力和通訊范圍受限,不能進(jìn)行高強(qiáng)度的加密運(yùn)算,使得在給應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集提供靈活性和方便性的同時(shí),也使傳遞的信息缺乏復(fù)雜的安全保護(hù)能力。
網(wǎng)絡(luò)連接和業(yè)務(wù)使用緊密性:傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層的安全是相互獨(dú)立的,而在物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層有著密不可分的關(guān)系,是緊密結(jié)合的,這就產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)中傳輸信息的安全性和隱私性問題,而隱私安全也成為了制約物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的重要原因。
3.2 造成安全隱患的主要攻擊方式
利用軟硬件對(duì)讀寫器和電子標(biāo)簽進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)信息是RFID物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全的主要威脅。就一般應(yīng)用RFID技術(shù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)而言,通常的攻擊方式有:信息篡改、信息偽造、信息重放、信息中斷,以及非法跟蹤標(biāo)簽,干擾讀寫器和標(biāo)簽的正常工作,截取標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳遞信息等。
4 避免安全隱患出現(xiàn)的策略
目前避免安全隱患出現(xiàn)的策略主要有:Kill命令、主動(dòng)干擾、靜電屏蔽等物理方法;哈希鎖、哈希鏈、重加密機(jī)制、挑戰(zhàn)響應(yīng)機(jī)制等安全協(xié)議;上述方法的結(jié)合使用。
4.1 防止檢測(cè)標(biāo)簽頻率
法拉第網(wǎng)罩方法:是由傳導(dǎo)材料構(gòu)成的一個(gè)容器,這個(gè)容器可以屏蔽掉無線電信號(hào),使得外部的無線電信號(hào)不能進(jìn)入法拉第網(wǎng)罩。所以把標(biāo)簽放進(jìn)法拉第網(wǎng)罩,可以阻止標(biāo)簽被掃描,即被動(dòng)標(biāo)簽接收不到信號(hào),不能獲得能量。因此,利用法拉第網(wǎng)罩可以阻止隱私侵犯者掃描標(biāo)簽獲取信息。
主動(dòng)干擾方法:主動(dòng)干擾無線電信號(hào)。標(biāo)簽用戶可以通過一個(gè)設(shè)備主動(dòng)廣播無線電信號(hào),用于阻止或破壞附近的讀寫器操作。
阻止標(biāo)簽方法:通過采用一個(gè)特殊的阻止標(biāo)簽干擾防碰撞算法來實(shí)現(xiàn)阻止標(biāo)簽,讀寫器讀取命令每次總是獲得相同的應(yīng)答數(shù)據(jù),從而保護(hù)標(biāo)簽。