18、网络时代的反监控与物联网安全策略

网络时代的反监控与物联网安全策略

1. 计算机信息的安全销毁

在当今网络环境下，确保计算机内信息的安全销毁至关重要。不同操作系统有不同的工具可实现这一功能：
- Windows ：有 Eraser、Secure Eraser、Freeraser 和 FileShredder 等工具。
- Mac ：操作系统本身提供了安全清空垃圾桶等功能，还可使用磁盘工具安全擦除文件和整个磁盘。
- Linux ：有 Shred、Wipe、Secure Deletion Toolkit for Linux（包含 sfill 实用程序）、Sdmem（用于清除内存内容）等，此外，终端命令 dd 也可擦除磁盘和区域，但运行前需仔细检查命令参数，以免造成灾难性后果。

2. 数字混淆技术

数字混淆是应对技术入侵个人活动并捕捉日常生活的一种手段，它利用技术特性来对抗技术本身。就像战斗机飞行员抛出的箔条干扰敌方雷达一样，数字混淆通过制造噪音来掩盖个人存在。

2.1 社交媒体上的应用案例

• 俄罗斯议会选举 ：2011 年俄罗斯议会选举后，抗议者在 Twitter 上发声。为扰乱相关政治讨论，有人激活数千个 Twitter 账号，使用与抗议者相同的话题标签发布推文，如爱国热情、胡言乱语或随机字词，最终大量生成的推文淹没了相关话题，使抗议者的推文难以被看到。
• 墨西哥选举 ：2012 年墨西哥选举中，有人操纵和生成话题标签，导致无法区分原始和自动发布的内容，影响了话题的趋势走向。Twitter 虽开发了识别此类机器人行为的机制，但也可被操纵，例如选举中 Twitter 机器人故意表现不良以触发自动除名，使目标话题标签无法扩大媒体覆盖范围。

2.2 网络隐藏机制

• Tor ：Tor 通过加密和让通信经过多个独立节点，实现互联网的匿名使用。它可与其他强大的数据隐藏方法结合，形成多层策略，通过混合多种方法和加密实现混淆。用户请求看似来自出口节点，而非自己的机器，网络中的计算机越多，效果越好。

3. 身份识别与保护

3.1 身份识别方式

网络位置、IP 地址等并非识别个人的唯一方式，还可结合搜索请求和设备指纹等进行识别。搜索请求可推断个人身份和兴趣模式，而设备身份可通过查询设备类型、尺寸和屏幕等信息获取。

3.2 应对身份识别的方法

• TrackMeNot ：作为浏览器扩展，它通过定期向流行搜索引擎发送随机搜索查询，将用户实际搜索痕迹隐藏在虚假查询中，增加身份分析的难度。它使用动态查询机制，随时间为用户生成独特的查询，用替代查询词替换未来搜索。
• 其他技巧
  • 虚假线索 ：借鉴扑克玩家和体育比赛中的策略，给出误导性的个人行为线索，让观察者产生错误判断。
  • 一人多名 ：类似于电影《斯巴达克斯》中奴隶们都自称斯巴达克斯的策略，将个人隐藏在众多声称是该人的群体中，如黑客组织 Anonymous 采用去中心化结构隐藏成员身份。
  • 识别设备洗牌 ：在群体中交换识别模块（如 SIM 卡），以避免被追踪，恐怖组织曾使用此技术躲避无人机打击。

4. 混淆代理与自动隐身

调查人员可利用其知识和技术反向帮助个人隐藏身份。除了传统的隐藏方式，还可通过制造虚假信息来混淆视听。
- 虚假个体生成 ：生成大量具有不同细节的虚假个体，他们在社交网络上有适当的连接和网络背景，产生许多虚假线索，消耗调查人员的资源和预算。
- 克隆机制 ：以个人资料为起点生成账户或自动轨迹，逐渐改变细节，使追踪线索远离原始目标，动态产生的行为模式可掩盖真实活动。
- 破坏在线身份价值 ：如 Kevin Ludlow 的“贝叶斯洪水”实验，在 Facebook 时间线上输入大量虚假生活事件，使 Facebook 的分析技术产生混乱；Yale 学生 Max Cho 认为可在 Facebook 上填充足够的谎言，降低其对个人活动的商业化能力。

5. 建议项目

5.1 资源扫描器

使用 Python 或熟悉的语言开发软件，扫描互联网以收集关于自己或感兴趣主题的信息。该软件可搜索搜索引擎无法触及的区域，如 IRC 聊天，并动态实时提取资源，还可应用特定算法。
- Python 可用模块 ：
- 网络相关模块：socket、requests、re、shutil
- 专业模块：Beautiful Soup 用于提取信息
- 注意事项 ：利用 Python 的多平台能力进行操作系统检测，确保项目能处理网络环境中的错误，必要时可使用 os.execvp 函数或类似方法使程序自我复制。

5.2 基于硬件的内存粉碎器

创建一个设备，用于粉碎或擦除未分配的内存，清除旧代码和二进制文件的痕迹。插入内存设备后，对其进行分析并开始擦除，可通过覆盖区域实现。使用 Raspberry Pi 等设备相对容易实现，完成后可通过 LED 或声音反馈指示进度。

6. 物联网概述

6.1 物联网的定义与范围

物联网将物理世界与数字世界深度融合，它将众多设备连接起来与物理领域交互，如健身带、心脏监测器、智能家居设备等。任何能收集信息并通过网络发送到云端的设备都可视为物联网设备，包括家庭安全设备、RFID 标签、工业传感器、自主系统、机器人和智能汽车等。爱好者和黑客也可使用常见的处理器套件（如 Arduino 或 Raspberry Pi）构建物联网设备。

6.2 物联网生态系统

物联网设备依赖整个生态系统运行，通常多个设备相互连接，并与生成数据的平台相连。生态系统的主要组件包括设备、网络、平台和代理。物联网设备可分为传感器（如温度、运动、粒子传感器）和执行器（如开关、转子），它们协同工作以实现智能解决方案，如家庭安全系统和智能农场。此外，物联网网关可促进设备与网络之间的连接和数据传输。

7. 加密集成电路的应用

7.1 加密芯片的作用

加密芯片（也称为加密协处理器或加密认证芯片）是用于存储加密密钥的专用处理器，可实现端到端的安全加密通信。其物理形式与 PCB 上的其他芯片相似，常见的 8 引脚封装尺寸较小，如 6 × 5 × 2 mm。

7.2 不同加密芯片的比较

芯片型号	EEPROM 大小	加密算法	睡眠电流	接口	典型应用	认证模型
ATECC608B	10.5 KB	ECCP256/SHA256/AES128	Max 150 nA	I2C/Single Wire	云认证、固件验证、附件认证、知识产权保护、消息加密	非对称和/或对称密钥认证模型
ATSHA204A	4.5KB	SHA 256	Max 150 nA	I2C/Single Wire	固件知识产权保护、附件认证、一次性和消耗性应用	对称密钥认证模型
ATSHA206A	248 - byte	SHA256	Typically, 50nA	Parasitic power	墨盒认证以防止消费、化妆品、工业和医疗应用中的消耗品或一次性商品被克隆	对称密钥认证模型

这些芯片所属的 CryptoAuthenticationTM 系列有自己的库 CryptoAuthLibTM，它是用 C 语言编写的软件支持库，可部署在多种平台上，简化了开发过程，还具有存储、检索和操作 X.509 证书以及集成传输层安全（TLS）的 API。

7.3 具体芯片案例

• AWS - ECC508 ：由 Microchip 和 Amazon.com 合作开发，用于物联网和云环境。它采用椭圆曲线算法，比 RSA 算法更高效，能提供端到端的安全通信，通过亚马逊的相互认证系统确保设备和云服务的身份验证。
• 开发板示例
  • ASME Lion SOM ：基于 Atmel D21 超低功耗微控制器，采用 32 位 ARM® Cortex® - M0 + 处理器，包含加密认证芯片组、LoRa 模块、GPS 模块和蓝牙低功耗（BLE）接口。
  • SAM L22 Xplained ProKit ：Microchip 的产品，与 Arduino 兼容，采用 ATSAML22N18A MCU，包含触摸 SLCD1 Xplained Pro 扩展套件和 ECC508 加密认证设备，适用于安全物联网节点、可穿戴设备、医疗和通用电池供电应用。

8. 物联网节点的安全构建示例

8.1 恒温器演示应用

Atmel 的演示应用结合了 SAM L22 开发板，展示了温度传感能力和云连接功能，使用 CryptoAuthentication™ 安全技术和触摸分段 LCD 作为用户界面。

8.2 硬件和软件要求

• 硬件 ：SAM L22 Xplained Pro 评估套件、ATWINC1500 Xplained Pro 套件、I/O1 Xplained Pro 套件。
• 软件 ：Atmel Studio 7（版本 7.0.634 或更高）、Atmel Software Framework – 3.29 或更高。

8.3 系统特点

• 应用参数可在 Proximetry 云（现可使用 Google IoT 云）上访问和控制。
• 通过 ATWINC1500 Xplained Pro 扩展板实现 Wi - Fi 连接。
• 采用 Tickless FreeRTOS（版本 8.0.1）。
• 通过板载 ATECC508A 进行节点认证。
• 使用内部 RTC 维护时间戳。
• 分段 LCD 显示环境温度和期望温度设定点。
• 配备 QTouch 按钮用于导航 LCD 显示。
• 自动切换到外部超级电容器为 RTC 备份域供电。

8.4 云服务器认证节点的步骤

1. 终端节点（ATECC508A）构建证书。
2. 终端节点向云发送设备证书。
3. 终端节点向云发送签名者证书。

通过以上措施，可在一定程度上保障物联网节点的安全性，降低数据被非法获取和处理的风险。

graph LR
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    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(终端节点构建证书):::process
    B --> C(终端节点发送设备证书到云):::process
    C --> D(终端节点发送签名者证书到云):::process
    D --> E([结束]):::startend

在网络时代，无论是个人信息的保护还是物联网设备的安全，都需要我们采取有效的策略和技术手段。通过安全销毁信息、运用数字混淆技术、构建安全的物联网节点等方法，我们可以更好地应对网络监控和安全威胁。

9. 物联网安全面临的挑战与威胁

9.1 数据安全风险

物联网设备会收集大量的个人和敏感数据，如健康信息、家庭活动等。这些数据在传输和存储过程中容易受到攻击，一旦泄露，可能会对个人隐私和安全造成严重影响。例如，黑客可能会窃取智能家居设备中的数据，了解用户的生活习惯和日常活动。

9.2 设备漏洞问题

物联网设备种类繁多，其开发和生产过程可能存在安全漏洞。这些漏洞可能被攻击者利用，实现对设备的控制或篡改数据。比如，一些智能摄像头可能存在未修复的漏洞，黑客可以通过这些漏洞远程访问摄像头，监控用户的家庭环境。

9.3 网络攻击威胁

物联网设备通常通过网络连接到云平台或其他设备，这使得它们容易受到各种网络攻击，如 DDoS 攻击、中间人攻击等。DDoS 攻击可以使设备无法正常工作，而中间人攻击则可以窃取设备与云平台之间传输的数据。

9.4 供应链风险

物联网设备的供应链涉及多个环节，包括芯片制造商、设备生产商、软件开发商等。在这个过程中，任何一个环节出现安全问题，都可能影响整个设备的安全性。例如，芯片制造商可能在芯片中植入后门，使得攻击者可以远程控制设备。

10. 应对物联网安全挑战的策略

10.1 加强设备安全设计

在物联网设备的设计阶段，应注重安全性能的考虑。采用安全的硬件设计，如加密芯片，确保设备的数据存储和传输安全。同时，对设备的软件进行严格的安全测试，及时修复发现的漏洞。

10.2 建立安全的网络环境

为物联网设备建立安全的网络环境，采用加密技术对数据进行加密传输，防止数据在传输过程中被窃取。此外，部署防火墙和入侵检测系统，监控网络流量，及时发现和阻止网络攻击。

10.3 加强用户教育

提高用户的安全意识，让用户了解物联网设备的安全风险和防范措施。例如，提醒用户定期更新设备的软件，设置强密码等。

10.4 完善安全标准和法规

制定和完善物联网安全的标准和法规，规范物联网设备的生产和使用。通过法律手段约束企业和开发者，确保他们在开发和生产过程中遵守安全要求。

11. 物联网安全技术的发展趋势

11.1 人工智能与机器学习的应用

人工智能和机器学习技术可以用于物联网安全领域，帮助检测和防范网络攻击。通过对大量的网络数据进行分析和学习，这些技术可以识别异常行为和攻击模式，及时发出警报。

11.2 区块链技术的应用

区块链技术具有去中心化、不可篡改等特点，可以用于物联网设备的身份认证和数据共享。通过区块链技术，可以确保设备的身份信息和数据的真实性和完整性。

11.3 量子加密技术的发展

量子加密技术可以提供更高的安全性，防止数据被窃听和破解。随着量子技术的不断发展，量子加密技术有望在物联网安全领域得到广泛应用。

12. 总结

12.1 关键要点回顾

在网络时代，个人信息保护和物联网安全至关重要。我们介绍了计算机信息的安全销毁方法，包括不同操作系统下的工具；数字混淆技术在社交媒体和网络隐藏中的应用；身份识别与保护的方式，如 TrackMeNot 和其他技巧；混淆代理与自动隐身的策略，如虚假个体生成和克隆机制；以及物联网的概述、加密集成电路的应用和物联网节点的安全构建示例。同时，我们也分析了物联网安全面临的挑战和威胁，并提出了相应的应对策略和技术发展趋势。

12.2 未来展望

随着技术的不断发展，网络安全问题将变得更加复杂和严峻。我们需要不断探索和创新，采用新的技术和方法来应对这些挑战。同时，加强国际合作和交流，共同制定和完善网络安全标准和法规，为网络时代的安全发展提供保障。

以下是一个总结物联网安全构建步骤的 mermaid 流程图：

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    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(加强设备安全设计):::process
    B --> C(建立安全的网络环境):::process
    C --> D(加强用户教育):::process
    D --> E(完善安全标准和法规):::process
    E --> F([结束]):::startend

方面	具体内容
个人信息保护	安全销毁信息、数字混淆、身份保护等
物联网安全	设备安全设计、网络安全、用户教育、标准法规等
技术发展趋势	人工智能、区块链、量子加密等

通过以上的总结和展望，我们可以更好地理解网络时代的安全需求和应对策略，为保障个人和社会的安全做出贡献。