重塑关基物联网安全：零信任下的全面防护解决方案
一、引言
关键信息基础设施(以下简称：“关基”)是国家安全和社会经济发展的重要支柱，涵盖能源、交通、金融、医疗卫生等多个重要领域。随着物联网技术的不断发展，关基中广泛应用了物联网设备，实现了智能化、高效化的运营和管理。例如，智能电网通过物联网技术实现了电力供应的智能化管理，智能交通通过物联网技术提高了交通效率和安全性，医疗物联网则通过实时监测和数据分析提高了医疗服务的质量和效率。
由于物联网设备的普及和广泛应用，物联网已经成为关基安全的重要组成部分。然而，物联网设备在数据采集、传输和处理方面存在安全漏洞，这些数据不仅涉及到个人隐私，还涉及到国家安全和社会稳定。因此，保障物联网设备的安全性对于关基的安全至关重要。
二、物联网安全挑战
尽管物联网技术为关基带来了巨大的便利和效益，但当前许多关基在物联网安全方面存在严重的不足和忽视，由于物联网设备的多样性和网络环境的复杂性，关基面临着前所未有的全新的安全挑战：
(1)设备多样性：物联网设备种类繁多，从智能监控设备到工业控制系统，每种设备都有其特定的安全需求和限制，这使得为所有设备提供统一的安全保护变得困难;
(2)网络环境复杂：物联网设备通常需要在特定的网络环境中运行，包括视频监控网络、企业安防网络或公共服务设施网络等，每个网络环境都有其特定的安全风险，这使得保护设备免受威胁变得更加复杂;
(3)数据隐私：物联网设备收集了大量敏感数据，如个人隐私信息、企业关键系统数据、社会及国家安全数据等。这些数据一旦泄露，将对个人隐私、企业声誉、甚至国家安全造成严重损害;
(4)缺乏安全标准：目前，物联网安全标准尚未统一。这使得设备制造商和软件开发人员难以遵循统一的安全规范，导致存有大量已知和未知的安全漏洞，更加加剧了物联网的安全风险。
与此同时，一些关基的管理者和运营者对物联网安全的认识不足，缺乏足够的安全意识和防范措施，一些关基在引入物联网设备时，往往只关注其功能和性能，而忽视了安全问题。设备选型时缺乏对安全性能的评估和考量，安装使用时也未对安全配置进行有效的管理和维护，一些关基在数据传输和存储方面缺乏足够的安全措施，导致数据泄露和被非法访问的风险增加。
因此，在物联网技术广泛应用的背景下，关基单位正面临着一系列严峻的安全挑战。由于物联网设备的多样性和网络环境的复杂性，如何确保这些设备的安全性，防止数据泄露和网络攻击，已成为关基单位亟待解决的问题，为了应对这些挑战，制定和实施有效的物联网安全解决方案显得至关重要。
三、物联网安全风险分析
随着物联网(IoT)技术的广泛应用，虽然带来了许多便利，但同时也引入了新的风险和安全威胁。与传统网络安全方案相比，物联网设备在自身安全、通信机制和敏感数据保护等方面存在明显不足。这些缺陷导致物联网面临一系列独特的安全风险，亟待解决。
(1)攻击落脚点的改变
在互联网时代，网络攻击者常常针对网络边界，利用各种技战法，如：恶意软件、病毒和网络钓鱼等，通过边界突破和横向移动的方式，最终渗透进入核心目标区域，意图窃取机密信息、破坏系统或进行金融犯罪。然而，随着物联网的崛起，这种攻击模式正在发生转变，由于物联网设备的多样性和网络环境的复杂性，攻击者将目标转向了门槛更低的物联网领域。他们针对传感器、嵌入式系统和智能设备发起攻击，旨在获取实时数据、控制物理设备，甚至通过物联网设备作为跳板来渗透整个物联网系统。
(2)物联网安全评估能力不足
物联网安全性检测面临两大核心挑战。首先，由于物联网设备通常具备的算力有限，因此在这些设备上部署强大的安全检测和防护Agent软件变得尤为困难，进而导致设备在安全性检测方面存在明显短板;其次，传统网络安全厂商在物联网领域的漏洞研究技术积累相对较少，这使得物联网设备缺乏有效的漏洞检测手段。这两个问题共同影响了物联网的安全性，并突显了解决这些风险的紧迫性。
(3)设备认证方式强度低，易被仿冒入侵
在物联网安全领域，设备认证问题日益凸显，尤其是以物联网设备仿冒为典型特征的近源攻击，已成为一种新型的网络威胁。目前，主流的物联网认证方法仍然依赖于传统的身份标识手段，如IP地址、MAC地址等。然而，这种认证方式使得黑客能够轻易地伪装成合法设备，冒用其身份渗透进入系统，并发动各类网络攻击。这不仅严重侵犯了个人用户的隐私权，还可能对整个物联网生态系统造成深远的不良影响。
四、物联网零信任解决方案
在过去的物联网安全实践中，我们常常依赖于静态的信任模型，即一旦设备接入网络，便被视为可信任的。然而，随着物联网规模的持续扩大，这种传统信任方式逐渐暴露出其脆弱性。
为了应对这一挑战，我们迫切需要转变思路，摆脱传统的信任假设。基于零信任理念的物联网解决方案应运而生。方案强调多维度的可信认证，注重鉴黑与鉴白双向交叉检测，并结合主动与被动防御一体化策略，为关基物联网提供了更为智能、灵活且安全的安全防护机制，确保其安全稳定运行。
(一)多维可信认证，动态调整访问权限
随着物联网的不断普及，为保障物联网系统的安全性，多维可信认证成为零信任方案的关键要素。
(1)设备可信：在保障物联网设备的安全性方面，可信性评估至关重要。建立全面的、多维度考察机制，包括设备固件、设备组件、设备脆弱性以及SDK的可信性等。通过细致评估每个环节，确保它们都达到可信的安全标准。这不仅是对硬件的一次全面体检，更是对潜在漏洞和风险的深度审视，为设备提供坚实的安全基石，为后续的安全防护提供有力支撑。
(2)身份可信：为了加强身份认证，零信任方案引入了设备指纹技术。基于IP地址、MAC地址、设备序列号、设备类型、品牌、型号、通信端口、服务组件等属性，为每个物联网设备生成一个唯一的身份ID。这种身份认证策略显著提高了身份标识的可靠性和安全性，使得黑客难以进行仿冒操作，更有效地防范了因身份仿冒带来的潜在风险，进一步增强了物联网的整体安全性。
(3)行为可信：为了确保物联网的持续安全性，零信任方案结合了AI人工智能技术与设备异常行为检测特征库。通过实时监测和评估物联网设备的通信行为，系统能够动态调整访问权限，及时发现并应对潜在威胁。这种基于实时行为分析的方法不仅可以及时检测到异常操作，还能在攻击发生前形成有效的防护策略，对攻击中的行为进行相应的防护响应。
通过对设备、身份和行为的全面评估，为关键物联网系统构建了一个坚实的安全底座。在应对不断演变的网络威胁时，多维度的可信认证为物联网安全树立了新的标杆，不仅增强了关基物联网的安全防护能力，更为其数字化建设奠定了坚实的基础。
(二)鉴黑+鉴白双向交叉检测异常行为，实现最小访问权限
最小访问权限是物联网零信任方案的另一个核心理念。通过鉴黑与鉴白的双向交叉检测，以及对异常行为的深度监测，提供坚实的安全保障。最小访问权限的策略确保了物联网设备仅具备完成其功能所需的网络访问最小权限，从而降低了潜在的安全风险。同时，双向交叉检测机制能够全面覆盖各种潜在威胁，进一步提升物联网系统的安全性。
(1)首先，在鉴黑阶段，利用先进的检测技术对物联网设备的访问行为进行实时监测，一旦发现异常行为，如访问无关业务网段、发包频率异常、使用协议异常或表现出“僵木蠕”的特征，系统将立即触发联动网关，实施即时阻断。这种基于鉴黑的检测手段不仅提高了系统的实时响应能力，还显著降低了潜在的网络入侵风险。
(2)其次，在鉴白阶段，运用AI人工智能技术为物联网设备构建了“安全访问行为基线”。通过对合法设备的正常行为进行训练和建模，系统能够准确地划定安全访问的标准。一旦发现任何偏离这一基线的行为，系统会立刻判定为异常行为，并进行实时响应。这种智能的判定机制不仅提高了系统异常行为检测的效率和准确性，还进一步增强了系统对未知威胁的防范能力。
采用双向交叉检测异常行为的机制，不仅是对黑客攻击的快速反应，更是对系统正常行为的深入理解。通过在黑、白两个方向上进行同步检测，系统在实现最小化访问权限的同时，确保了对合法用户和设备的无缝接入。这一先进的安全机制为物联网零信任方案注入了更为智能、灵活的安全防护策略，为关基的数字化转型与发展提供了坚实的保障。
(三)主动防御+被动防御一体化
采用主动防御与被动防御的一体化策略，为关基物联网提供了全面而深度的安全保护。
(1)主动防御阶段，蜜罐网络技术为物联网安全防护增添了重要的一环。通过设置诱饵和陷阱，能够主动诱导黑客进入，进而追踪其攻击路径，完整呈现攻击链路。即使黑客的攻击行为成功绕过了异常行为检测，蜜罐网络仍能够诱导其进入预设的安全区域，为系统提供更深层次的安全防护机制。此外，丰富的蜜罐服务模版涵盖了应用、数据、协议和设备层等多个维度，实现了全方位的欺骗。一旦蜜罐捕获到黑客行为，系统能够迅速进行追踪溯源，形成攻击反制，并联动网关进行阻断，进一步增强物联网的安全防护策略。
(2)与主动防御相辅相成的是被动防御，该阶段通过多维认证和异常流量鉴别技术，对物联网设备的入网和访问行为进行实时管控，多维认证机制对设备的合法身份进行深度审核，确保只有经过验证的设备能够接入系统，有效防止非法设备的入侵，同时，异常流量鉴别技术实时监测物联网设备的网络行为，确保每个设备遵循安全的访问规则。这种被动防御机制为系统提供了即时入侵检测和阻断手段，使任何违规访问都无法逃脱系统的监控。
基于主动防御与被动防御一体化的安全策略，将物联网的安全性提升到了新的高度。通过前瞻性的主动欺骗和实时的被动监测，系统能够有效地防范来自外部和内部的威胁，为物联网的发展提供了更为可靠的数字化保护。这种深度融合的零信任方案在关基安全建设中具有重要的指导意义，为物联网的安全发展提供了有力支撑。
五、总结
综上所述，在国家安全和社会稳定的关键领域，关基扮演着至关重要的角色。作为关基的核心构成部分，物联网的安全显得尤为重要。本方案基于零信任原则，采用多维度认证、动态访问权限和实时行为分析等核心策略，为物联网提供了更加智能、灵活且安全的安全防护机制。
在不断升级的网络安全威胁面前，本方案不仅展现了出色的安全防护能力，更在保护关基物联网安全方面发挥了至关重要的作用。通过全面重塑物联网安全体系，为关基的安全稳定运行提供了坚实保障，确保国家核心资产免受网络威胁的侵害。
文章来源：关键信息基础设施安全保护联盟 作者：钟国辉 郎颂 乌洪峰
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