農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 課件 第11章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全及其可靠性

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全極其可靠性第11章11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全問題1.感知層安全問題感知層需要采集、識(shí)別以及傳輸?shù)男畔⒎N類多、數(shù)據(jù)量大，所以需要設(shè)立較多的感知節(jié)點(diǎn)以滿足信息獲取需求，由此致使節(jié)點(diǎn)之間的自組網(wǎng)絡(luò)繁雜，管理控制難度大，容易出現(xiàn)誤差，增加了遭受安全攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。再加上各感知設(shè)備安全防護(hù)能力低，且其中的數(shù)據(jù)傳輸沒有特定的標(biāo)準(zhǔn)，難以建立統(tǒng)一的安全防護(hù)體系，節(jié)點(diǎn)被篡改、信息被偽造或竊取、通信受阻甚至節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓等都是極有可能發(fā)生的安全事故。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全2.網(wǎng)絡(luò)層安全問題由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)眾多，且多以集群方式存在，同時(shí)進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)的大量數(shù)據(jù)傳輸極有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不暢，最終無法提供信息傳輸服務(wù)，還極有可能發(fā)生數(shù)據(jù)流失事故?；A(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)所面臨的常見安全威脅，如非法接入、數(shù)據(jù)竊取、病毒入侵等，仍然存在于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸過程中。另外，在網(wǎng)絡(luò)層中還存在多種類型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在安全性、統(tǒng)籌性方面存有潛在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的相互連通還需要解決協(xié)議轉(zhuǎn)換、跨網(wǎng)認(rèn)證等安全問題。除此之外還要解決核心網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、安全認(rèn)證、訪問控制的問題，以保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全3.應(yīng)用層安全問題完善系統(tǒng)認(rèn)證機(jī)制并設(shè)定嚴(yán)格的訪問權(quán)限是提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全性能的關(guān)鍵。用戶在應(yīng)用系統(tǒng)過程中必將會(huì)被收集大量個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，也就涉及隱私泄露問題，確保用戶隱私不受侵犯是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中需要優(yōu)先解決的問題。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來源多、體量大，眾多功能不一的數(shù)據(jù)平臺(tái)協(xié)同完成對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理，提高數(shù)據(jù)處理效率、保證數(shù)據(jù)安全是處理海量數(shù)據(jù)時(shí)面臨的重大挑戰(zhàn)。此外，考慮到智能處理失誤發(fā)生的情況，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還需要具備意外控制、及時(shí)止損并快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的能力。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全保障技術(shù)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制，包括認(rèn)證機(jī)制、加密機(jī)制等，也可以用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，但農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有復(fù)雜性和多樣性特點(diǎn)，所以仍需在原有的互聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制基礎(chǔ)上，開發(fā)針對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全的個(gè)性化技術(shù)，以保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層次的安全。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全1.感知層安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層系統(tǒng)功能相對(duì)簡單，設(shè)備處理能力不能滿足傳統(tǒng)安全保障技術(shù)對(duì)資源的需求，所以需要利用安全芯片、安全通信技術(shù)等開展安全防護(hù)，其中涉及多種輕量級(jí)密碼算法和安全協(xié)議。2.網(wǎng)絡(luò)層安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層包含互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)，為了確保網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用安全，需要先處理多網(wǎng)融合問題和傳感網(wǎng)路由問題，構(gòu)建統(tǒng)一的路由體系、設(shè)計(jì)可抗攻擊的路由算法是解決以上問題的常用方法。入侵檢測(cè)、容侵容錯(cuò)、防火墻、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)是保障數(shù)據(jù)傳輸安全的有效防護(hù)措施。3.應(yīng)用層安全保障技術(shù)應(yīng)用層涉及的安全保障技術(shù)主要包括云平臺(tái)安全技術(shù)和隱私保護(hù)技術(shù)。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電磁兼容性農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的工作可靠性和安全性受其電磁兼容性能的影響，如果農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部各部分正常工作，不干擾其他系統(tǒng)，也不會(huì)遭受其他系統(tǒng)的電磁干擾，則說明該農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具備良好的電磁兼容性能。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電磁兼容包含兩個(gè)方面的要求：一是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需具備電磁抗擾能力,能夠抵抗電磁騷擾（電磁現(xiàn)象的一種，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能正常使用，ElectronicMagneticDisturbance，EMD），維持使用性能；其次是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自身不會(huì)對(duì)周圍其他設(shè)備造成電磁干擾（由電磁騷擾引起的設(shè)備、系統(tǒng)性能降低的結(jié)果，ElectronicMagneticInterference，EMI）。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境可靠性環(huán)境可靠性(environmentalreliability)指的是在某種環(huán)境條件下，設(shè)備能夠正常工作的概率，是在材料、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試因素之外，影響設(shè)備性能的又一關(guān)鍵因素。為了使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)受住氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境等的影響，需要對(duì)其進(jìn)行環(huán)境可靠性測(cè)試和環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安規(guī)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安規(guī)是指農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在零件選用、設(shè)計(jì)、開發(fā)、檢驗(yàn)和使用上都必須符合銷售地的法律、法規(guī)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的安全規(guī)定。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安規(guī)認(rèn)證項(xiàng)目主要涉及電流、溫度、電磁兼容性等方面，如抗電強(qiáng)度測(cè)試、泄露電流測(cè)試、接地電阻測(cè)試、耐溫測(cè)試、電磁兼容性測(cè)試等，且對(duì)設(shè)備中使用的印制電路板（PrintedCircuitBoard,PCB）、絕緣電阻、外殼設(shè)計(jì)、變壓器、絕緣材料等方面都有嚴(yán)格的要求。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.4農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為了保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性，有必要對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)控與管理，在故障征兆或故障發(fā)生時(shí)采取及時(shí)的診斷處理措施以