基于云计算的物联网关键技术研究2

C:\Users\Administrator\Desktop\图片1.jpg基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢云计算与物联网的关系绪论比尔·盖茨立题意义物联网与云计算的结合应用势在必行。物联网的大规模发展离不开云计算平台的支撑，而云计算平台的完善与大规模的应用需要物联网的发展为其提供最大的用户。基于云计算的物联网安全研究将为物联网与云计算的发展提供最可靠的保障，也是物联网与云计算蓬勃发展的必要条件。物联网与云计算都是基于互联网的，可以说互联网就是它们相互连接的一个纽带。如果将云计算运用到物联网的传输层与应用层，采用云计算的物联网，将会在很大程度上提高运行效率。所以说云计算如同物联网的“CPU”，而物联网使云计算这个用于海量数据处理的计算平台得到真正的发挥。基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢云计算与物联网的关系绪论云计算的定义云计算（CloudComputing）是网格计算（GridComputing）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。云计算的原理与特点云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算的特点：1数据安全可靠首先，云计算的数据存储中心是最可靠、最安全的，用户无需担心数据丢失、病毒侵入等问题。32客户端需求低其次，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也更方便。4无限多的可能最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能。轻松共享数据此外，不同设备间的数据与应用共享可以通过云计算实现。基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢云计算与物联网的关系绪论物联网（InternetofThings，IOT）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的定义从技术上理解，物联网是指物体通过智能感应装置，经过网络传输，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。从应用上理解，物联网是指把世界上所有的物体都连接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与先有的互联网结合，实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和生动的方式管理生产和生活。物联网的体系结构物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。在业界，物联网大致被公认为有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。1感知层是物联网的皮肤和五官——识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。3应用层是物联网的“社会分工”——与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。2网络层是物联网的神经中枢和大脑——信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢绪论云计算与物联网的关系物联网与云计算结合方式（1）路由器Service-ServerService-Server单中心，多终端这种方式的云中心大部分由私有云构成，可提供统一的界面，具备海量存储能力与分级管理功能。VAE基于NGIN平台IMSMobileNetwork网关管端物联网互联网通信网政府交通金融政府企业大企业云中小企业云城市数据中心云传感器及传感网络物联网与云计算结合方式（2）多中心，大量终端这种方式的云中心由共有云和私有云构成，并且二者可以实现互联。物联网与云计算结合方式（3）信息应用分层处理，海量终端这种方式的云中心同样由共有云和私有云构成，它的特点是用户的范围广、信息及数据种类多、安全性能高。云计算在物联网中的作用首先其次再次最后解决服务器节点的不可靠性问题，最大限度地降低服务器的出错率。低成本的投入换来高收益，让限制访问服务器次数的瓶颈成为历史。让物联网从局域网走向城域网，甚至是广域网，在更大程度上进行信息资源共享。将云计算与数据挖掘技术相结合，增强物联网的数据处理能力，快速做出商业抉择。基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢云计算与物联网的关系绪论物联网和云计算将带来巨额信息化安全投资的同时，也将给国内信息安全解决服务厂商带来巨大商机。现今已广泛应用的3G互联网，以及将来那更大带宽及更高网速的互联网将形成巨大的信息安全防护需求。三网融合建设将催化信息化安全需求。基于云计算的物联网安全需求（1）感知层拥塞攻击、碰撞攻击、物理破坏耗尽攻击、丢弃和贪婪破坏、非公平竞争物联网面临的信息安全挑战网络层汇聚节点攻击方向误导攻击黑洞攻击洪泛攻击失步攻击应用层智能变为低能自动变为失控非法人为干预（内部攻击）设备（特别是移动设备）的丢失隐私数据的窃取基于云计算的物联网安全需求（2）数据安全研究数据安全存储数据安全传输云计算服务环境可信数据安全研究密钥集中管理同态加密基于云计算的数据安全研究既要兼容不同感知层应用的异构数据平台，又要满足云计算存储设备的高扩展性和海量数据存储的组织形式既要考虑网络传输效率，又要保证数据的安全性。数据在线备份服务系统面临三大要求数据在线备份服务系统（1）既要满足系统在大量物联网应用实体并发访问时的服务能力，又要进行服务质量的主动控制。需求解决方案按照云计算的思想，系统的拓扑结构包括三个层次的备份云:广域(公共)云,区域云及本地(私有)云。按照就近服务原则，完成新注册用户的调度分配。从软件架构的角度，都包括备份客户端、调度服务器和存储服务器三个子系统。三个子系统除了执行双向安全认证，由调度服务器完成作业调度，建立备份客户端与存储服务器之间的联系。系统必须设置多台介质服务器，以满足系统扩展性方面的要求。基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网应用案例结束语致谢云计算与物联网的关系绪论在物联网的趋势下，各界机构开始讨论如何在物体上增添一些智能化的功能，来创造一些创新、有趣的应用。在此潮流下，物联网的应用范围已遍及交通、环保、城市安全等多个领域，并在医疗、建筑、服装、家庭能源等日常生活环境上出现了一些有意思的应用产品，这些将衍生出大规模的高科技市场。台湾经济以贸易为主轴，进出口货物99％依靠货柜运送，部分货柜在转口程序中，须经市区道路运送，或暂存于内陆货柜场，易产生控管风险，海关为防止转口柜在运送途中遭掉包走私，多年来均采用人工方式押运，不仅增加人力及航商成本，也造成相关业者诸多不便。其中，高雄港作为台湾最大港口，颇具代表性。整个港区有五个货柜中心，转口柜卸船进口或装船出口须运出港警查验登记站时，然后从课税区分别运往这五个货柜中心。在导入EPC/RFID应用前，是由其货柜动态查核系统自动执行抽押。每年在高雄港停留的转口柜达120万只以上，其中必须抽4-5万只货柜进行检查，由运输企业向海关申请派员押运，押运费用由航商自行负担，同时，押运一只货柜所耗费的时间和人力也相当可观，转运时间甚长，达4-10小时，高雄港务局以滴水不漏的方式严格控制货柜进出的时间，目的即是降低非法走私的情形发生，无疑加大了海关人员的工作量。案例背景案例一：集装箱运输1.10大航商每天约20，000车次货柜车通行跨5个货柜中心与市区，安全监控十分关键2．高雄港每年1000万只货柜进出港区，约50%为转口柜3．每年海关在转口柜中抽中5%进行人工押运，影响航商作业效率及增加营运成本鉴于RFID技术导入货运作业流程的国际成功应用案例，及改善转口货柜处理效能，台湾各部门积极推动“高雄港转口柜免押运计划”，以EPC/RFID的科技设施取代人工押运，建设“电子封条监控系统”。具体问题案例分析应国际发展趋势，货柜封条的设计从传统机械式封条演进至电子封条（电子印章）。电子封条的构想起源于在机械式封条的设计里增加的RFID标签，两者合二为一即为所谓的电子印章电子封条标签。目前国际上不管是主动式或被动式的电子标签，所采用在机械式封条部分皆是遵循标准17712封条机械锁的标准。电子封条与传统机械式封条不同处在于封条内晶片存有记忆体，可纪录相关货柜资料，且被动式的电子封条一旦解开便遭破坏无法再加封与读取。因此，透过电子封条加封在货柜上，可完整记录起点至目的地间，点与点间货柜运送资讯，且电子封条安全无损表示货柜安全抵达，中途没有遭到破坏。货柜能够被监控，定位，确认状况，甚至可以进行分析全球供应链中的运输状况，这些资料透过RFID技术的网络进行搜集，储存并分享。另外，也有助于供应链中验证程序自动化发展的趋势，其中在绿色通道清关时，电子印章即发挥其效用，简化检查程序。为与国际接轨和解决转口柜押运海关人力不足的问题，海关决议以EPC/RFID应用取代人工押运，使用ISO17712机械封条锁和EPC二代标签结合而成被动式电子封条，在货柜运送前加装，属于一次性使用的封条锁，不管供应链中不同的角色经手以及多个地点的停留，货柜卸货时，都可立即判别货柜的完整性，承运方即可办理交运手续完成业务。为实施基于RFID技术的物联网的系统目标如图：1.降低航商成本（1）押运成本降低（2）通关时间缩短2.促进运输安全与国际上加强货柜安全相关做法接轨3.提高通关效率（1）免停车，自动通关（2）电子化处理，减少人工作业4.减少人工押运（1）简化作业流程（2）免人工押运系统目标图以远距离超高频的RFID技术结合影像识别与报关资料库，对高雄港20个自动化车道及10家航商的转口柜货柜车进行移动安全侦测与管理。港口中与集装箱有关的重要节点是储运中心、集装箱堆场、码头前沿及海关等。这些重要的节点应共同联合起来试点实施集装箱电子化管理，形成区域范围内对集装箱信息的协作化管理。例如在集装箱储运中心设置一组RFID读写器，当带有电子标签的集装箱离场时，REID读写器将读取的集装箱信息通过网络通讯系统传给现场的服务器。在集装箱堆场设置两组RFID阅读器，分别是控制RFID进场读取器，以及堆场内RFID监控阅读器。港口控制中心设置的RFID进场读取器，主动读取装有电子标签的集装箱进场信息，场内的RFID监控阅读器可配合跨运机对场内的集装箱实施安全监控。在海关卡口设置阅读器，卡口主机对装有电子标签的集装箱读取电子车牌、司机卡、前箱电子箱号标签的数据、后箱的电子关锁数据；通过电子地磅仪表获取重量数据；通过箱号识别模块获得集装箱图像信息并进行箱号识别。这些数据由卡口主机通过网络传输至海关物流监控平台。在港口范围内实施电子化集装箱管理，可提高集装箱物流信息采集的准确性、便利性，提高海关通关的效率；为提高港口作业自动化水平提供有力条件；也为提高集装箱物流供应链信息化、透明化提供了基础。解决方案在拥挤的城市中寻找停车位是驾驶人的恶梦，有时就算进入告示牌显示仍有停车位的停车场后，也往往绕了大