物聯網（IOT）掀起了近幾十年來最大的技術浪潮之一。預計到2020年將有500億臺設備實現互連，形成可能覆蓋我們周圍一切事物的網絡。物聯網將跨越工業、商業、醫療、汽車和其它應用，影響數十億人。鑒于其對個人、機構和系統的影響范圍甚廣，安全性上升成為所有物聯網系統中最關鍵的組成部分，任何負責任的商業物聯網企業都必須真正把握安全性的理念受到了廣泛認可。

　　在評估物聯網網絡脆弱性時，開發人員將目光對準了最基本的元素—邊緣節點。而作為物聯網中的“物”，數量眾多的傳感器和執行器向物聯網提供數據并執行來自云端或用戶與電腦、手機、車載系統、智能家電或其它平臺交互產生的指令。邊緣節點通常是小型低成本的智能設備，但正是由于它們訪問的資源有限，往往被錯誤地認為不易受到攻擊。與邊緣節點交互的服務器以及與之連接的網絡已經擁有了成熟的安全技術，而邊緣節點到目前為止還未具備這樣的技術。

　　當談到保護這樣的系統時，人們常把“加密”與“安全”視為相等，但其實那只是安全難題的一個方面。創建安全環境的首要任務之一是穩妥地發現和證明連接到您網絡的設備的身份。必須首先確定是誰要連接到網絡，因為如果沒有預先建立起安全的身份認證，加密和傳輸層安全協議（如SSL/TLS）做的就是“保護”那些根本不應該進入您的網絡訪問者。

　　圖1.盡管有安全通道，攻擊者仍然可以從邊緣節點侵入網絡

　　為了更好地理解節點安全，讓我們以登錄網上銀行賬戶作類比。首先在您的電腦和銀行網站之間建立一個安全的（即經過加密和認證的）連接（這是一個https 鏈接）。然而，這個安全鏈接只是在您的電腦和銀行之間創建加密通信通道時對您的電腦進行了驗證，而并沒有對您本人進行認證。此時，銀行還不了解您是不是一個騙子。您需要輸入密碼。這個密碼是您的加密密鑰，所以從理論上來講，只有您和銀行知道。一旦它被發送到銀行就會與已經保存的您的密碼進行比較。如果相匹配，那么對銀行而言，這證明您就是您所聲稱的人。從這個例子可以看到，網上銀行的安全性由兩個層次來提供：1）傳輸層建立安全連接，2）應用層通過密碼證明（認證）您的身份。同樣，如果物聯網受到足夠重視，那么物聯網的節點安全也必須由多個層次來提供。

　　物聯網節點也使用傳輸層安全協議來創建連到云端的安全連接。但要實現真正的安全，物聯網節點還必須獲得應用層的安全性。這意味著不只是通信通道（即，管道），節點本身也需要經過認證。除了通道認證，應用層應建立加密和數據完整性檢查機制來保護流經管道的數據。

　　考慮到這一點，由于這些物聯網設備往往是一些簡單小型設備，而其操作絕少或無需與人互動，因此，也帶來了一種新的網絡連接范式。這通常會引發各種各樣的疑問。一方面，對基礎設施安全性的擔憂讓人們懷疑“如何確定一臺物聯網設備是可信的？甚至怎么知道連接到您的網絡的是一臺真實的物聯網設備，而不是假扮物聯網節點的某臺惡意入侵設備？”。這遭到了一些現實問題的反駁，比如“有人知道我的溫控器設定了幾度又有什么大不了的呢？”、“誰在乎是否有人知道我的燈是開著的？”、“誰想知道我的計步器記錄我走了幾步路呢？”。

　　如果您不僅考慮該設備訪問了自身的哪些數據，還開始關心該設備已經在網絡上訪問了超出其本身范圍的哪些數據，就會遇到更加實質性的問題。幾宗廣泛報道的數據泄漏事故是由非安全網絡節點通過假冒身份造成的，而惡意入侵者可以偽裝成一個物聯網節點從而進入公司網絡。一旦進入網絡，安全性變得更加脆弱，它們最終能夠訪問受害者的客戶數據庫并破壞生產流程。如果惡意入侵者除了訪問云服務，還可能訪問并控制節點本身的操作，那么確定節點的身份（認證）將成為一個極為重要的考慮因素。

　　盡管現有的SSL/TLS等網絡安全技術可以很好地保護未遭受入侵的邊緣節點與服務器之間的通信通道，它們卻不是無敵的——不能防止非入網型攻擊。可以很容易地看到，如果攻擊者控制了邊緣節點，SSL/TLS將無濟于事。

　　嚴密的安全性包括三個基本要素，其首字母縮寫為“CIA”：

　　●保密性-Confidentiality：儲存或以正進行發送的數據都應只供授權人可見；

　　●完整性-Integrity：發送的消息不應在到達目的地之前被修改；

　　●真實性-Authenticity：可以向人們保證“消息的發送者正是聲稱的本人”。

　　滿足這些元素要求的技術有多種，其共性是使用密鑰或私鑰作為驗證識別標簽的獨特部分。如何管理這些密鑰的存儲和通信決定了系統的安全性。

　　目前面臨的挑戰是在實現邊緣節點安全性的同時確保可用計算能力、內存、電源以及預算維持在有限范圍內。本文的目的是確定邊緣節點的關鍵安全策略，說明密鑰在所有安全解決方案中發揮的核心作用，并勾勒出成功的密鑰管理技術。

　　安全身份的級聯裨益

　　一旦某個節點或設備被確認為是“可信的”，便可充分獲得無數的其它好處。包括安全通信、生態系統控制和安全存儲。

　　圖2.通過身份驗證的節點可以獲得的眾多好處。

　　正如您所看到的，一旦可以驗證物聯網設備與自稱相符，您就可以獲得只可在可信、安全的環境中才能擁有的好處。