Page 117 - 城镇燃气管道检测与评估技术规程

第二章 管道智能检测研究

型的传感器网络，也包含传统互联网的一些网络设施。感知层的传感器和射频采
集器收集的数据，会在设备端进行端对端的传输，也会在设备和应用层终端之间
进行网络传输。因为物联网感知层设备资源有限，所以新增的网络威胁，很大部

分发生在端对端的数据传输中。
端对端的设备节点数目众多、分布广泛，处于应用层的管理人员很难确保每
个节点的安全，攻击者很容易对某个设备进行深入的物理分析，从而获得节点之
间通信的密钥，对数据进行解密操作。在通信过程中，数据也面临着重放、中间

人、假冒等传统网络攻击，因此需要保护报文认证、数据机密性和完整性等不被
破坏。现在许多研究人员对认证进行轻量化处理，来抵御相关攻击。
（3）物联网应用层的研究现状
应用层是物联网的顶层，包括计算机终端，手机终端和数据库服务器等。应

用层向感知层设备发送运行指令，接收网络层传输的数据，对数据进行分析处理
和应用。现在很多数据直接被传输到云端数据智能处理平台，在这些平台上对数
据进行统计分析时，数据也面临着被窃取的危险。因此，在云服务器上需要相应
的安全方案设计来保护数据存储、审计以及共享的过程。此外，随着物联网设备

数量的增加，可能受到的分布式拒绝服务攻击的规模也会成倍增加，所以，云服
务器需要提高抵御该攻击的能力。近年来随着人工智能的发展，出现了很多结合
神经网络和机器学习的防御方法，基于它们的学习能力，可以建立有效的防攻击
模型。总结国内外研究现状，可知，面向管道智能检测的物联网安全研究具有重

要意义。

二、管道智能检测物联网安全威胁分析

首先，分析管道智能检测系统，将其与物联网系统相对应，构建管道智能检

测物联网系统。其次，再分析管道智能检测物联网中的软硬件安全、数据安全、
通信安全等可能受到的威胁，最后，创建该系统的威胁模型，为安全方案的设计
提供基础。
（一）管道智能检测物联网系统架构

1. 管道智能检测系统架构
管道智能检测系统包括管道测量仪、PC 端和移动客户端、数据库服务器。
测量仪是嵌入式设备，主控芯片为 STM32F1 系列的低端微控制器，控制各类传

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