6、迈向安全的物联网：区块链解决方案、挑战与开放问题

迈向安全的物联网：区块链解决方案、挑战与开放问题

1. 背景与简介

物联网（IoT）构建了一个广泛开放的网络，推动了智慧城市、交通、医疗和灾害服务等时间敏感型应用的发展。大量设备接入信息空间，用户既能享受服务，也能为其他应用贡献资源。然而，当前物联网网络的控制基于集中化原则，容易遭受网络攻击。同时，物联网设备资源有限、分布广泛且具有异构性，这给保障开放网络的安全带来了极大挑战。

虽然已经提出了一些安全架构和解决方案，但多数基于集中式架构，不适合分布式和去中心化的物联网环境。传统的无线传感器网络和数据通信协议也不适用于资源受限的物联网。因此，确保物联网网络的高度安全仍是一个亟待解决的问题。

区块链技术基于去中心化原则和安全的加密原语，其不可篡改的数字账本和去中心化控制机制有望提升物联网网络的安全性。不过，区块链技术存在计算开销大、带宽消耗多和计算延迟等问题，将其集成到物联网网络并非易事，需要仔细权衡。

2. 物联网安全的现有挑战

物联网应用中的安全机制至关重要，它包括物理设备和软件层面的安全，同时需要维护保密性、完整性和可用性这三个基本属性。物联网设备的安全挑战可分为技术挑战和安全挑战。技术挑战源于硬件和设备架构的安全机制不完善，安全挑战则是由于加密机制不足以抵御攻击。

以下是一些具体的安全挑战：
- 设备识别 ：在物联网环境中，设备数量增长迅速，正确识别设备是一个基本问题。由于缺乏标准的识别方法和设备硬件架构的多样性，确保安全通信变得更加困难。虽然提出了一些识别系统，但都存在一定的局限性。
- 安全通信 ：在物联网环境中，