区块链技术驱动下的物联网安全研究综述

◆陈云云

（山西警察学院山西 030401）

目前，物联网的主要安全问题来自三个方面。第一个是物联网应用层的安全问题，第二个是物联网网络层的安全问题，第三个是物联网感觉层的安全问题。而区块链本质上是一个数据库，所有数据按照特定的规则在其中进行记录、备份，信息的保存也不同于传统数据库那样集中保存，而是进行分类记录保存，信息保存在不同的节点中。区块链技术由于特殊的运算规则，其安全性较高，其中的数据可以更加畅通地进行传输，传输过程安全可靠。另外，区块链技术对所有节点公开信息，能够让网络内所有节点随时随地查看相关信息交互，其便捷程度也较高。尽管如此，在区块链技术驱动下的物联网安全问题仍然不容忽视，相关技术人员需要对其进行充分了解，才能针对性地选择应对方法。

1 物联网现存的安全问题

1.1 隐私信息安全问题

传统的网络信息传输是点对点传输，信息在网络中按照指定的路径，由一个节点传输到另一个节点。由于点对点传输信息过程对网络内其他节点不公开，导致传输过程中的安全性不能得到保证。在没有公开监督的情况下，隐私信息一旦在传输过程中被篡改，信息的发送方和接收方都有可能没有察觉，导致隐私的泄露。在当今物联网蓬勃发展的大背景中，传统的点对点传输方式已经不能满足日趋增长的信息传输任务需求和安全需求，隐私安全得不到保证。而且，传统的网络信息不能满足物联网对信息一对多的传输安全要求，相对于点对点传输，一对多信息传输更容易发生安全问题。其中任何一条信息传输通路如果遭受攻击，信息被拦截，隐私信息都有可能丢失。尤其在使用公共网络的时候，很多隐性的安全问题无法及时发现，一旦信息传输发生安全问题，隐私泄露很有可能导致大范围的信息泄露，造成难以挽回的后果。有些黑客还能对隐私信息进行篡改，造成接收方获得信息有失准确，严重影响物联网的运行效率。

1.2 认证和访问的安全问题

现阶段，我国网络认证主要有两种形式：身份认证和消息认证。身份认证的安全性是通过密钥保证的，信息在传输之前，会按照特定干的方式追加一段密钥字节，接收方根据密钥的规则进行匹配，从而实现对信息的识别和解读。这种方法是最基础的信息传输认证方式，虽然密钥身份认证技术经过多年的发展，已经相当成熟，但是其机制本身就具有一定的问题。那就是，一旦某一方的密钥被盗取，那么信息传输的安全性就不能得到保证，信息很有可能在传输的过程中被截获，给双方造成损失。消息认证也是一种信息传输安全保证方法，它是通过让发送方和接收方在通信时利用一串消息来搭建起一条制定的信息传输渠道，保证信息传输的完整性，也能起到一定的信息安全保证作用，但是其效果不够显著。在物联网中，消息的认证主要是指发送方给接收方传输一个消息认证码，接收方在接收到消息之后将消息认证码传回给发送方，发送方在接收到返回认证码之后确认消息传输到位。

1.3 数据信息的安全问题

过去，互联网中的数据传输都是分散式的，而现如今，互联网数据流量爆炸式增长，在物联网技术发展起来之后，数据流更是加速膨胀。物联网需要网络节点内对信息进行实时处理，需要网络各节点提升效率。但是，问题也随之暴露出来。流动式信息传输时间相对较长，而且信息交互频率较高，一旦安全防御系统或者防火墙等网络安防软件被攻破，不法分子就有可能将海量数据盗走，不仅对个人隐私形成威胁，对网络整体环境的安全也造成了极大影响。物联网数据的处理流程如下：海量的物联网数据先进入中间处理环节，在这一环节中，信息经过处理、存储和采集，得到进一步加工，在这三步中，数据安全管理发挥着重要的作用，确保数据不会泄露。需要注意的是，信息采集阶段，通常需要RFID、传感器和红外感应器的辅助。经过处理的信息再流入网络，和网络中的其他节点进行交互。

2 区块链技术在物联网中应用的优势

2.1 去中心化

区块链技术最大的优势就是去中心化，在物联网中的应用也是如此。区块链技术的任何两个节点发生信息互通，都要想网络内的所有节点进行广播，也就是说，信息在广播的过程中，每一个节点都将这一信息进行存储，保证网络内节点信息的平衡。不过，光是向整个网络进行广播还不足以保证信息的安全，每个节点还有独立的验证系统，信息只有成功验证之后才能够继续传递，这样能够最大限度保障网络中数据传输的安全。

2.2 去信任化

区块链技术中，所有的交易数据都存在每一个区块中，套用在物联网中，就是每一次信息的互通，相应的记录信息都会在物联网的每一个设备中得到备份。而且，物联网中的每一个设备节点都能实时获取网络中的数据，让每一次信息互通都去信任化。在区块链这种互信机制中，物联网的信息传输也会更加安全、透明。

2.3 时效性高

区块链技术一旦发生交易，节点就会立即向网络内进行广播，网络的节点也会在第一时间接收到消息，每个节点还能记录每一笔交易发生的相关信息，为后续查询工作创造便利条件。这一特点使得区块链技术在物联网中应用之后，信息的传输和记录会更加准确，不便于篡改，同时也能降低数据维护的成本。

2.4 加密数据

区块链技术的数据加密功能还能进一步提高物联网中交易数据的安全性，最大限度降低交易数据丢失的风险。尤其在交易过程中，区块链技术可以凭借其时间戳的技术，为每一笔交易搭上印记，这一印记在网络上中以识别ID的形式存在。物联网中的没一个节点都可以根据ID查询相应的交易数据。随着交易的进行，系统将对所有交易打上 ID，在新节点生成之后，之前的所有交易都会输入到新节点中，让新节点中存储的交易信息包含过去所有交易，真正成为物联网中信息周全的节点。在加入新节点的过程中，物联网中的所有节点都需要利用哈希算法来确定节点身份的唯一性，避免数据遭到篡改。

3 在物联网中应用区块链技术之后的网络安全状况

3.1 交易的安全得到了保障

区块链技术在应用到物联网之后，借助区块链技术的特性，交易的安全性会大幅提升。所以，两者融合在金融行业的应用会越来越广泛。由于其技术的信息传输机制，区块链能够让企业之间的商业往来更加安全，同时还能保护企业的隐私数据，在提高效率的基础上，保证交易的安全。

3.2 中介的作用进一步弱化

随着物联网技术的发展，很多第三方机构介入，对物联网中的很多交易过程施加监听。这样不仅侵犯到隐私信息，还容易给不法分子可乘之机，造成更大的损失。区块链技术就能很好地解决这一问题，所有不在网络中的节点都不能接收到广播，这就从根本上杜绝了监听发生的可能，屏蔽了第三方的控制，大大提高了信息的安全性。

3.3 信息和隐私的安全性提高

利用NFC、RFID、二维码等技术，物联网的节点内能够获取经过处理的信息，还可以根据标签来进行点对点的交易。区块链的去中心化特点和数据加密的功能能够让网络中的节点数据得到更加安全的存储，提高对恶意攻击的防御效果，最大限度降低数据被盗用、破坏的风险。另外，将数据存储在区块链上还有另一个优势，那就是网络内的用户不再需要特意访问原始数据。因为网络内的没一个节点都有全面的信息，所以，任何一个节点要想查询数据，不必像传统网络那样对集中存储的数据进行访问，节点只需要对自己进行访问即可。另外，借助区块链技术的加密功能，网络中的节点能够将自己的独创内容分享出来，还能得到更好版权保护，避免他人对其内容进行盗用。

3.4 公共服务的安全性提高

公共服务对于社会的建设和发展至关重要，我国近些年对于公共服务的重视程度越来越高，很多公共服务都凭借信息技术的介入而提高了效率和服务质量。在区块链驱动下的物联网技术和公共服务产生融合之后，公共服务的安全性得到了大幅提高。最突出的就是在智能交通方面，物联网能够很好地解决交通堵塞问题。它可以通过对道路交通状况进行实时监督，将道路情况传递给驾驶员，然后驾驶员根据具体情况作出调整，便于提高道路的利用效率，同时缓解交通拥堵问题。在医疗卫生方面，区块链驱动的物联网能够更加快速地引导病人就医、查询病人信息，给医院的相关工作创造了巨大的便利。在食品安全方面，这一技术可以帮助人们查询食品的流通情况，对食品的生产进行追踪。该技术的另一个重要应用是在公共安全方面。由于近些年全球气候急剧变坏，灾难频发，给各国人民造成了深重的伤害。给予区块链技术的物联网能够实现对全球环境的实时监测，一旦发现灾难发生的前兆，就可以将相关数据进行收集、处理，在网络内进行广播，由相应的节点做出应对，尽可能降低灾难造成的生命和财产损失。它甚至能够深入深海，对海啸进行预警，帮助人们提前做好防范措施。

4 结束语

我国互联网技术高速发展，为了满足人们将“世间万物”连接起来的愿望，物联网也在人们的不断努力下初具规模。在和区块链技术融合之后，物联网内信息的交互更加安全、高效，还能通过数据加密从根本上解决隐私泄露的问题。不仅如此，随着物联网的发展，公共服务的效率和质量都会得到大幅提升，在医疗、食品安全、交通乃至灾难预警方面都会发挥重大作用，人们创造更大的便利，同时尽可能降低人们的生命和财产损失。本文简单分析了当前物联网存在的问题，并提出了融合区块链技术之后物联网的优势，最后归纳了其在一些方面的应用。