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　3
1．1．4　物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關系　3
1．1．5　物聯(lián)網(wǎng)的應用前景　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　9
1．4．1　傳感器網(wǎng)絡概述　9
1．4．2　傳感器網(wǎng)絡的安全體系模型　11
1．4．3　傳感器網(wǎng)絡的安全目標　12
1．4．4　傳感器網(wǎng)絡的安全防御方法　13
本章小結(jié)　17
練習題　14
第2章　物聯(lián)網(wǎng)安全的密碼學基礎　15
2．1　密碼學與密碼系統(tǒng)　15
2．1．1　密碼學概述　15
2．1．2　密碼系統(tǒng)概述　16
2．2　密碼體制的分類　17
2．2．1　對稱密碼體制　17
2．2．2　非對稱密碼體制　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
練習題　33
第3章　物聯(lián)網(wǎng)的密鑰管理　34
3．1　密鑰管理類型　34
3．2　密鑰管理安全問題及安全需求　36
3．2．1　安全問題　36
3．2．2　安全需求　36
3．3　全局密鑰管理方案　37
3．4　隨機密鑰預分配方案　37
3．4．1　隨機預共享方案　37
3．4．2　q-composite隨機預共享方案　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標準的密鑰管理方案　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　53
3．8．5　默認密鑰設置　53
3．8．6　密鑰生存周期　53
本章小結(jié)　54
練習題　54
第4章　物聯(lián)網(wǎng)認證機制　55
4．1　物聯(lián)網(wǎng)認證機制的安全目標及分類　55
4．1．1　物聯(lián)網(wǎng)認證機制的安全目標　55
4．1．2　物聯(lián)網(wǎng)認證機制的分類　55
4．2　基于對稱密碼體制的認證協(xié)議　56
4．2．1　基于Hash運算的雙向認證協(xié)議　57
4．2．2　基于分組密碼算法的雙向認證協(xié)議　58
4．3　基于非對稱密碼體制的認證　59
4．3．1　基于公鑰密碼體制的雙向認證協(xié)議　60
4．3．2　基于RSA公鑰算法的
TinyPK認證協(xié)議　62
4．3．3　基于ECC公鑰算法的用戶強認證協(xié)議　63
4．4　廣播認證協(xié)議　63
4．4．1　μTESLA廣播認證協(xié)議　63
4．4．2　多級μTESLA廣播認證協(xié)議　66
4．5　基于中國剩余定理的廣播認證協(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　基于信譽度的安全路由協(xié)議　81
5．4　適用于WIA-PA網(wǎng)絡的安全路由機制　83
5．4．1　基于認證管理和信任管理的安全路由架構(gòu)　83
5．4．2　認證管理　84
5．4．3　信任管理　86
5．4．4　安全路由機制的實現(xiàn)　89
本章小結(jié)　96
練習題　97
第6章　物聯(lián)網(wǎng)安全時間同步　98
6．1　物聯(lián)網(wǎng)安全時間同步機制概述　98
6．2　典型的物聯(lián)網(wǎng)時間同步算法　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　安全時間同步服務方案　104
6．4．1　方案設計　104
6．4．2　實施流程　105
6．4．3　方案分析　108
6．4．4　時間同步精度測試　108
6．4．5　攻擊測試　109
6．4．6　安全開銷分析　110
本章小結(jié)　111
練習題　111
第7章　物聯(lián)網(wǎng)訪問控制　112
7．1　訪問控制簡介　112
7．1．1　訪問控制原理　112
7．1．2　訪問控制策略的安全需求　113
7．2　訪問控制策略的分類　114
7．2．1　自主訪問控制策略　114
7．2．2　強制訪問控制策略　115
7．2．3　基于角色的訪問控制策略　117
7．2．4　基于屬性的訪問控制策略　119
7．3　基于受控對象的分布式訪問控制機制　121
7．3．1　網(wǎng)絡模型　122
7．3．2　控制方案　122
7．3．3　安全性分析　125
7．3．4　計算開銷分析　126
7．3．5　結(jié)論　127
本章小結(jié)　127
練習題　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)融合的分類及特點　130
8．3　數(shù)據(jù)融合面臨的安全問題　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)督機制的數(shù)據(jù)融合安全方案　133
8．5．1　實施流程　133
8．5．2　博弈論驗證　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)融合設計與開發(fā)　138
8．6．1　整體設計　138
8．6．2　系統(tǒng)實現(xiàn)　140
8．6．3　安全性分析　144
8．6．4　開銷分析　146
本章小結(jié)　149
練習題　149
第9章　物聯(lián)網(wǎng)的入侵檢測　150
9．1　物聯(lián)網(wǎng)入侵檢測概述　150
9．1．1　入侵檢測概述　150
9．1．2　入侵檢測原理與模型　150
9．2　入侵檢測系統(tǒng)分類　152
9．2．1　基于審計數(shù)據(jù)來源的入侵檢測系統(tǒng)　152
9．2．2　基于數(shù)據(jù)審計方法的入侵檢測系統(tǒng)　153
9．3　典型入侵檢測模型與算法　154
9．3．1　分布式數(shù)據(jù)審計入侵檢測模型　154
9．3．2　模式匹配與統(tǒng)計分析入侵檢測模型　155
9．3．3　非合作博弈論入侵檢測模型　155
9．3．4　基于貝葉斯推理的入侵檢測算法　156
9．4　基于SRARMA的DoS攻擊檢測技術(shù)　157
9．4．1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計　157
9．4．2　模型體系框架　158
9．4．3　方案實施流程　159
9．4．4　各模塊的設計與實現(xiàn)　160
9．4．5　方案分析　166
本章小結(jié)　170
練習題　170
第10章　物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)實現(xiàn)　171
10．1　系統(tǒng)架構(gòu)　171
10．2　系統(tǒng)設計與實現(xiàn)　172
10．2．1　安全通信協(xié)議棧設計　172
10．2．2　安全功能模塊的設計與開發(fā)　173
10．3　可信物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)　187
本章小結(jié)　188
練習題　189
參考文獻　190