IoT信任问题解析与应对策略

### IoT信任问题解析与应对策略 #### 1. IoT信任的技术与非技术关注点 在物联网（IoT）领域，存在17个技术方面的信任关注点，具体如下： |序号|关注点| | ---- | ---- | |1|可扩展性| |2|异构性| |3|控制与所有权| |4|可组合性、互操作性、集成性和兼容性| |5|“ilities”特性| |6|同步性| |7|测量| |8|可预测性| |9|特定于IoT的测试和保证方法| |10|IoT认证标准| |11|安全性| |12|可靠性| |13|数据完整性| |14|过量数据| |15|速度和性能| |16|可用性| |17|可见性和发现性| 同时，还存在两个非技术方面的信任关注点，即可保险性和风险测量，以及缺乏监管和治理。 #### 2. 可扩展性问题 如今，计算功能已嵌入到如灯泡和厨房水龙头等日常产品中。当计算成为微小消费产品的一部分时，可扩展性迅速成为一个问题，尤其是当这些产品需要网络连接时。物联网的传感器和聚合器组件在可扩展性方面问题尤为突出。从数十到数百个感知环境的设备收集和聚合数据，很快就会成为性能瓶颈。 如果平均每人关联十个或更多的物联网设备，那么需要连接的设备数量将迅速增加，带宽和能源需求也会随之激增。若未来3年将新增200 - 500亿个物联网设备的预测成真，计算、架构和验证方面的变革将不可避免。更多的设备需要在设备与用户之间建立通信方式，而且设备之间的相互通信需求也会带来额外的可扩展性问题。 可扩展性的增加会导致复杂性上升，但复杂性的增加并不一定源于可扩展性，还可能由无限的数据流量和工作流程等因素引起。复杂性使得信任验证变得困难，就像软件测试中源代码行数增加时，需要更多的测试用例来实现更高的测试覆盖率。物联网系统可能会面临类似的组合爆炸问题，潜在的数据流量和工作流程路径数量会迅速变得难以处理，这会影响测试的彻底性，且寻找测试场景来覆盖众多路径也不可行。 为应对可扩展性问题，可以对物联网设备网络设置边界，例如限制其对互联网的访问，这样可以减少特定网络的威胁范围，使测试更易于处理和彻底。同时，考虑子网划分，采用分治信任方法，为更高级别的组件提供信任保障。 ```mermaid graph LR A[可扩展性增加] --> B[复杂性上升] B --> C[信任验证困难] C --> D[测试彻底性受影响] E[设置网络边界] --> F[减少威胁范围] F --> G[测试更易处理] H[考虑子网划分] --> I[分治信任方法] I --> J[为高级组件提供信任] ``` #### 3. 异构性问题 物联网设备的异构性在经济上是可取的，因为它促进了市场竞争。但如今，物联网带来的技术问题类似于过去不同版本的Unix和Postscript无法良好互操作、集成和组合的情况。不同版本的Postscript可能无法在特定打印机上打印，Unix应用程序在不同平台上也不一定能正常运行。 随着物联网网络的发展，异构性问题不可避免。物联网设备网络由不同制造商生产的设备组成，这些设备对与其连接和通信的其他设备有一定的耐受性或不耐受性。理想情况下，物联网产品和服务应能快速互换，但实际情况往往并非如此。 异构性会导致设备集成和互操作困难，尤其是来自不同竞争厂商的设备。此外，异构性还会产生新的安全漏洞，影响可靠性和性能等方面。同时，随着异构性的增加，供应链问题也可能增多，例如难以确定设备是否为假冒产品，以及是否能信任设备的规格文档和制造商的测试保证。 #### 4. 所有权和控制权丧失问题 第三方黑盒设备使集成商和采用者更难评估信任度，在物联网网络的安全性和可靠性方面尤为明显。黑盒设备内部不可见，无法对内部计算进行单独测试，还可能包含恶意行为。 传统的黑盒软件可靠性测试通过构建输入 - 输出对表格来尝试逆向工程其功能，但这种方法不够透明。相比之下，白盒测试在源代码可用时可以提供对底层计算的内部可见性。 在物联网网络中，大多数物理设备可能是第三方商用现货（COTS），因此可能只能在通信接口层了解网络的内部工作情况。例如，被黑客攻击的冰箱软件与智能手机应用交互，可能会将安全漏洞传播到其他应用，最终导致汽车软件控制系统出现故障。这种情况凸显了在操作过程中失去对级联事件控制的风险，以及识别和缓解相互依赖风险、确定责任归属的挑战。 公共云在物联网实施中具有重要的经济优势，但它们也是黑盒服务。集成商和采用者在公共云中的保护有限，不过可以对性能（如数据检索延迟时间和应用程序执行时间）和数据泄漏进行测试。然而，未观察到数据泄漏并不意味着云服务没有泄漏风险。 所有权和控制权丧失问题往往涉及人为、法律和合同方面，技术建议无法完全解决这些问题。但可以在设计和规范阶段将这些问题列举出来（如滥用或误用情况），并在风险评估和缓解过程中进行评估，且这种评估和缓解应贯穿整个运营和部署阶段。 #### 5. 可组合性、互操作性、集成