物联网安全：保护关键网络免受数字攻击

物联网 (IoT) 彻底改变了当今互联世界中的各个行业，实现了智能家居、自动驾驶汽车和先进的工业系统。然而，随着物联网设备数量的急剧增加，这些设备和相应网络的安全性已成为人们关注的焦点。本文旨在探讨物联网安全的重要性，同时简要介绍威胁这些网络中数据安全的一些重大问题。此外，还提供有关保护关键网络免受数字攻击的见解。

了解物联网及其威胁格局

物联网已成为一项有潜力为各行业各行业带来大量经济机会的技术。这个智能端点网络可以实现跨领域的创新，以提供与医疗保健、商业、能源、信息等相关的更好、更全面的服务。物联网设备通过云收集数据并将数据共享到另一个连接的网络。这些设备具有自己的硬件和软件功能，范围从日常使用的电器、小工具、移动设备到工业机械。制造、医疗保健、汽车和其他领域等各个垂直行业越来越多地采用物联网技术模型，这增加了物联网设备的使用数量。

随着数十亿物联网设备通过不同的云和网络连接，数据共享和网络变得更加高效、便捷和互联。从智能家居到工业自动化，物联网已经渗透到日常生活和商业的各个方面，为创新提供了无限的可能性，并改变了我们的生活和工作方式。然而，不断扩大的物联网生态系统带来了许多挑战，必须解决这些挑战才能实现可持续增长和持续成功。

拥有数十亿个互连设备，主要挑战之一是确保物联网设备及其收集的数据的安全和隐私。物联网领域包括来自不同制造商的各种设备，每种设备都在不同的软件、硬件和安全协议上运行。这给网络内的标准化和互操作性带来了挑战。这些方面进一步加重了数据和设备的安全性负担。

物联网安全的重要性

组织正在以越来越快的速度采用物联网设备，以提高生产力和客户沟通。因此，企业网络上的联网设备激增，允许访问敏感数据和关键系统。保护公司免受网络威胁需要保护所有连接的设备。因此，物联网安全在企业网络安全战略中发挥着举足轻重的作用；它确保保护敏感数据、保护隐私并防止未经授权的访问。

1. 保护关键基础设施和敏感数据

物联网带来了新的安全挑战。端点设备特别容易受到攻击，因为它们提供了许多利用途径。内存、固件、物理接口、Web 接口和网络服务中可能会出现漏洞。通过利用不安全的默认设置、过时的组件和不可靠的更新机制等因素，攻击者可以破坏物联网设备。对物联网设备的攻击通常会利用连接物联网组件的通信通道中的弱点。物联网系统采用的协议缺陷可能会对整个网络产生深远的影响。此外，拒绝服务 (DoS) 和欺骗等众所周知的网络攻击对物联网系统构成了重大威胁。物联网设备的 Web 应用程序和相关软件为系统妥协提供了另一种途径。

2. 保护隐私和个人信息

个人和敏感信息的安全是物联网的主要问题之一。物联网设备收集大量数据，从个人健康信息到金融交易和家庭自动化数据。如果没有适当的安全措施，这些数据可能容易受到未经授权的访问，从而导致身份盗窃、财务欺诈和其他恶意活动。加密、安全身份验证协议和安全数据传输等强大的安全机制对于保护这些信息至关重要。

3. 降低财务和声誉风险

物联网安全漏洞可能导致敏感数据丢失、未经授权的访问或关键系统中断。此类事件可能会导致代价高昂的法律诉讼、监管罚款以及客户信任受损。此外，组织的声誉可能会因安全性受损而受到严重损害，从而导致客户流失和商业机会的丧失。通过优先考虑物联网安全措施，组织可以主动保护自己免受这些风险的影响，维护其财务稳定并维护其在市场上的声誉。

主要物联网安全风险

由于设计阶段对安全性的关注有限，许多物联网设备容易受到安全威胁，这可能会导致灾难性的情况。与其他技术解决方案不同，指导物联网安全实践的标准和法规有限。此外，很少有企业完全了解物联网系统的固有风险。以下只是可以识别的众多物联网安全问题中的一些示例：

认证授权机制薄弱

许多物联网设备缺乏身份验证措施是安全专业人员的一个重大担忧。即使设备本身不存储关键数据，易受攻击的物联网设备也可以作为整个网络的入口点或作为僵尸网络的一部分被利用，从而使黑客能够利用其处理能力进行恶意活动，例如恶意软件分发和分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。薄弱的身份验证实践给物联网格局带来了严重风险。制造商可以通过实施多步骤验证流程、利用强默认密码以及建立鼓励用户创建安全密码的参数来帮助增强身份验证安全性。

加密协议不充分

常规传输中缺乏加密对物联网安全构成重大威胁。许多物联网设备经常将数据发送到集中位置进行处理、分析和存储，同时还接收指示以通知其操作。然而，许多物联网设备无法对其传输的数据进行加密，这使得它们很容易被未经授权的访问网络的个人拦截。该漏洞凸显了迫切需要加密协议来保护传输中的敏感数据并降低未经授权的拦截和滥用的风险（Henke，2023）。

未打补丁的设备产生的漏洞

由于各种因素（包括补丁的不可用以及与访问和安装补丁相关的挑战），许多物联网设备都存在未修补的漏洞。这种情况给单个端点设备、整个物联网生态系统以及组织的 IT 环境带来了相当大的安全风险。这些设备的局限性（例如计算能力有限、低功耗设计以及缺乏内置安全控制）通常会导致缺乏对身份验证、加密和授权等基本安全功能的充分支持。此外，即使端点设备拥有某些安全控制（例如密码功能），一些组织也会在部署期间忽略利用或激活这些可用的安全选项。解决这些问题需要采取积极主动的方法来确保定期修补、与设备功能相一致的强大安全措施，并遵守建议的安全实践以保护物联网基础设施的完整性和弹性。

不安全网络连接的风险

连接物联网系统不同组件的通信通道可以作为针对物联网设备的攻击的来源。由于缺乏通用的全行业标准，公司和各个部门必须制定自己的协议和指南，这对保护物联网设备提出了越来越大的挑战。物联网系统采用的协议可能包含安全缺陷，会对整体系统安全产生负面影响。尽管企业和消费者部署了多种安全解决方案，但如果缺乏实时管理，黑客仍然可以找到破坏网络的方法。DoS 和欺骗等常见网络攻击专门利用与物联网系统连接相关的漏洞。此外，由于许多物联网设备经常与基于云的应用程序交互，因此从网络到云的数据传输通常通过公共互联网进行，这使得它们容易受到拦截和恶意软件的攻击。即使这些连接中的微小漏洞也可能危及整个物联网部署。

物联网安全最佳实践

新技术的引入和物联网解决方案在全球范围内的不断部署给物联网企业和供应商带来了众多安全挑战。实施物联网解决方案时，必须解决各种安全问题。保护物联网设备的安全涉及确保保护其与企业网络的连接。以下是一些建议的保护物联网网络的最佳实践：

实施强大的设备身份验证机制

物联网设备可以作为发起攻击的主要手段，因此仅允许安全访问至关重要。如果物联网设备与组织的其他系统和资产共享相同的网络，或者据称可以在开放网络上访问，那么它们就会成为攻击者的潜在接入点。因此，在将物联网设备连接到网络之前确保其安全至关重要。为了最大限度地降低风险，物联网设备可以与网络的其余部分分开，并实施零信任策略确保只授予正常的操作访问权限。严格的设备身份验证和授权程序还可以帮助保护设备连接，特别是对于移动和云接口。基于身份和行为的安全技术可用于区分恶意和非恶意设备。使用 ZTNA 协议，可以将可疑用户与网络隔离，从而显着降低不安全 IoT 设备带来的风险。

确保数据传输的端到端加密

为了确保与设备之间的数据传输安全，必须对网络内的数据传输进行加密。即使您的应用程序和网络是安全的，也存在可能发生数据拦截的潜在漏洞。端到端加密是应用层建立数据安全的推荐解决方案。IoT 实现中广泛使用的通信协议是 MQTT，默认情况下，它缺乏内置的数据安全系统。因此，有必要为该协议实现安全机制。此外，通过利用安全证书或在设备和应用程序服务器之间建立单个 IPSec 连接，可以通过加密来弥补安全漏洞。这种全面的方法可以保护机密性、身份验证、完整性和数据隐私，无论数据位于云中还是本地存储中。实施此类措施可以始终增强信任并增强安全。

定期更新和修补物联网设备

投资网络安全软件和固件更新可以显着降低与物联网设备相关的风险。选择能够支持所需软件并愿意接受定期软件更新的物联网设备是降低未来风险的主动方法之一。安装更新和解决漏洞对于确保物联网和 OT 设备的安全起着至关重要的作用。在无法使设备离线进行修补的情况下，部署入侵防御系统 (IPS) 对于主动阻止基于网络的攻击至关重要。

将物联网网络与主要基础设施分段和隔离

将物联网网络与中央基础设施分段和隔离也可能是一项重要的安全措施。通过为物联网设备创建不同的网段，企业可以降低未经授权的访问或权限升级的风险，从而允许潜在的攻击者在网络中横向移动并传播到关键系统。此外，分段建立了边界，有助于限制任何安全漏洞或受损设备的影响。组织可以通过隔离特定的物联网网络、监控网络流量和有效执行安全策略来实施严格的访问控制。

虽然不断扩大的物联网生态系统提供了巨大的潜力，但解决与安全性、互操作性、数据管理、可扩展性和社会经济因素相关的挑战至关重要。行业利益相关者、安全专家、政策制定者和研究人员的共同努力对于克服这些挑战并创建可持续和包容性的物联网生态系统至关重要。

本文重点关注与物联网设备在物理层、传输层和网络层相关的关键安全风险。它讨论了源自薄弱设备的大多数风险可以通过建立和遵循强调修补和更新管理、身份验证和身份驱动的安全措施的最佳实践指南来减轻。这种方法增强了整体安全态势，并保护关键基础设施免受物联网设备和网络相关漏洞的影响。