《物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全》 課件 第12、13章 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，一定會給我們的工作和生活帶來翻天覆地的變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用途廣泛，遍及智慧城市、智能交通、智能家居、智慧醫(yī)療、環(huán)境保護、政府管理、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈管控、食品溯源……等眾多領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)能夠把新一代的信息技術(shù)充分應(yīng)用到各行各業(yè)之中，具體地說，就是把傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施實時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.1物聯(lián)網(wǎng)的安全體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的安全體系架構(gòu)如圖12-1所示。圖12-1物聯(lián)網(wǎng)的安全體系架構(gòu)第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.1物聯(lián)網(wǎng)的安全體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)包括感知層安全、網(wǎng)絡(luò)層安全、應(yīng)用層安全，但是從體系及應(yīng)用方面看，物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)是一個有機的整體，各部分的安全技術(shù)不是相互孤立的。物聯(lián)網(wǎng)安全支撐平臺的作用是將物聯(lián)網(wǎng)安全中各個層次都要用到的安全基礎(chǔ)設(shè)施，包括安全云計算云存儲、PKI、統(tǒng)一身份認證、密鑰管理服務(wù)等集成起來，使得全面的安全基礎(chǔ)設(shè)施成為一個整體，而不是各個層次相互隔離。例如，身份認證在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)該是統(tǒng)一的，用戶應(yīng)該能夠單點登錄，一次認證，多次使用，而不需要用戶多次輸入同樣的用戶名和口令。感知層安全是物聯(lián)網(wǎng)中最具特色的部分。感知節(jié)點數(shù)量龐大，直接面向物理世界。感知層安全技術(shù)的最大特點是“輕量級”，不管是密碼算法還是各種協(xié)議，都不能太復(fù)雜?！拜p量級”安全技術(shù)的結(jié)果是感知層安全的等級比網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層要“弱”，因此在應(yīng)用時，需要在網(wǎng)絡(luò)層和感知層之間部署安全匯聚設(shè)備。安全匯聚設(shè)備將信息進行安全增強之后，再與網(wǎng)絡(luò)層交換。以彌補感知層安全能力的不足。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.1物聯(lián)網(wǎng)的安全體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)縱向防御體系需要實現(xiàn)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層協(xié)同防御，防止各個層次的安全問題擴散到上層，防止一個安全問題摧毀整個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)縱向防御體系和已有的橫向防御體系一起，縱橫結(jié)合，形成全方位的安全防護。對于具體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言，其安全防護措施應(yīng)當如本書前文的物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)及本節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)應(yīng)用框架所述進行配置，首先要建立安全支撐平臺，包括物聯(lián)網(wǎng)安全管理、身份和權(quán)限管理、密碼服務(wù)及管理系統(tǒng)、證書系統(tǒng)等；其次要根據(jù)實際情況，在感知層采用安全標簽、安全芯片或安全通信技術(shù)，其中涉及各種輕量級算法和協(xié)議；最后要在網(wǎng)絡(luò)層和感知層之間部署安全匯聚設(shè)備；在網(wǎng)絡(luò)層，需要部署多種安全防護措施，包括網(wǎng)絡(luò)防火墻、入侵檢測、傳輸加密、網(wǎng)絡(luò)隔離、邊界防護等設(shè)備；在應(yīng)用層，需要部署Web防火墻、主機監(jiān)控、防病毒，以及各種數(shù)據(jù)安全、處理安全等措施，如果采用云計算平臺，還需要部署云安全措施?？傊?，物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在具體的應(yīng)用中，必須從整體考慮其安全需求，系統(tǒng)性地部署多種安全防護措施，以便從整體上應(yīng)對多種安全威脅，防止安全短板，從而能夠全方位進行安全防護。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.1智慧城市簡介智慧城市如圖12-2所示。智慧城市（SmartCity）是指在城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理與運營等領(lǐng)域中，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等智能計算技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得平安城市、智慧園區(qū)、智慧交通、電子政務(wù)、應(yīng)急聯(lián)動、智慧環(huán)保、智慧旅游、食品安全、數(shù)字城管、智慧醫(yī)療和智慧物流等城市組成的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、組件和服務(wù)更互聯(lián)、高效和智能，從而為市民提供更美好的生活和工作服務(wù)、為企業(yè)創(chuàng)造更有利的商業(yè)發(fā)展環(huán)境、為政府賦能更高效的運營與管理機制。圖12-2智慧城市第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)智慧城市不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，更重要的是通過物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、云計算基礎(chǔ)設(shè)施、地理空間基礎(chǔ)設(shè)施等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用。智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、第五代移動通信技術(shù)和增強現(xiàn)實等。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)1.物聯(lián)網(wǎng)智慧城市，以及與此相關(guān)的智慧治理，都依賴于大量微小實時數(shù)據(jù)的收集、分析和處理，而這只有借助物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThing，IoT）傳感器才能實現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器和攝像頭可以不斷以各種形式實時收集詳細信息?？梢允褂貌煌愋偷膫鞲衅鲗崟r收集諸如火車站的人流、道路上的交通狀況、水源中的污染水平以及住宅區(qū)中的能耗等數(shù)據(jù)等等。通過使用這些數(shù)據(jù)，政府機構(gòu)可以做出與不同資源和資產(chǎn)分配有關(guān)的快速決策。例如，根據(jù)火車站的客流量和售票信息，運輸機構(gòu)可以重新安排火車路線，以滿足不斷變化的需求。同樣，健康、安全和環(huán)境機構(gòu)可以監(jiān)控水體的污染水平，并通知負責人員采取補救措施。在某些情況下，物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行器可以在緊急情況下自動啟動響應(yīng)措施，例如停止向家庭住戶供應(yīng)受污染的水。因此，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和傳感器將本質(zhì)上構(gòu)成智慧城市的神經(jīng)系統(tǒng)，將關(guān)鍵信息傳遞給控制實體，并將響應(yīng)命令中繼到適當?shù)亩它c。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)2.大數(shù)據(jù)分析智慧城市各個方面的應(yīng)用將主要由數(shù)據(jù)驅(qū)動。所有決策，諸如從公共政策這樣的長期戰(zhàn)略決策，到評估每個公民的福利價值之類的短期決策，都將通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析來做出。借助物聯(lián)網(wǎng)傳感器和其他先進的數(shù)據(jù)收集方法，隨著生成的數(shù)據(jù)量、速度和種類的增加，對大容量分析工具的需求將比以往任何時候都要大。大數(shù)據(jù)（BigData）分析工具已被政府用于廣泛的應(yīng)用，從預(yù)測城市特定區(qū)域的犯罪可能性到預(yù)防諸如販運兒童和虐待兒童等犯罪等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)能夠從大量新資源中收集數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析將在包括教育、醫(yī)療保健和運輸?shù)汝P(guān)鍵領(lǐng)域的所有領(lǐng)域中使用。實際上，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不可分割的一部分，并且將來可能會歸入物聯(lián)網(wǎng)。大數(shù)據(jù)可以使政府通過發(fā)現(xiàn)反映城市趨勢的模式來理解其擁有的數(shù)據(jù)。例如，大數(shù)據(jù)分析可以幫助教育部門發(fā)現(xiàn)諸如入學(xué)率低之類的趨勢，從而防止出現(xiàn)此類結(jié)果。大數(shù)據(jù)還可以用于查找導(dǎo)致此類問題的原因并計劃補救措施。因此，大數(shù)據(jù)將成為智慧城市政府的關(guān)鍵決策支持。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)3.人工智能物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)是人工智能（ArtificialIntelligence，AI）。人工智能可以通過自動化智能決策來支持智慧城市的大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)計劃。實際上，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)起響應(yīng)性行動的能力將在很大程度上由某種或其他形式的人工智能驅(qū)動。在智慧城市中，人工智能最明顯的應(yīng)用領(lǐng)域是自動地執(zhí)行大量與數(shù)據(jù)密集型相關(guān)任務(wù)，例如以聊天機器人的形式提供基本的公民服務(wù)。例如，基于AI的聊天機器人可用于處理簡單的請求，例如：提供新的水、電和氣連接、更改財產(chǎn)所有權(quán)詳細信息以及更改政府記錄上的地址和其他注冊詳細信息。然而，人工智能的真正價值可以通過利用深度學(xué)習(xí)和計算機視覺等先進的AI應(yīng)用，以應(yīng)對智慧城市運營中面臨的問題。例如，交通管理人員可以使用計算機視覺來分析交通畫面，以識別駕駛員非法停車的情況。計算機視覺還可以用來查找和舉報與犯罪行為有關(guān)的車輛，以幫助執(zhí)法部門追蹤罪犯。深度學(xué)習(xí)還可以用于根據(jù)智慧城市中的新興需求自動優(yōu)化資源。在深度學(xué)習(xí)的幫助下，政府可以提高其運營效率，因為這些AI系統(tǒng)可以憑經(jīng)驗變得更好。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)4.第五代移動通信技術(shù)智慧城市建立在其不同部門的實時通信和共享信息能力之上，以確保運營中的完全同步。通過實現(xiàn)這種同步，政府可以確保其公民及時獲得關(guān)鍵服務(wù)，例如醫(yī)療保健、緊急響應(yīng)和運輸。從而，不僅可以確保公民城市生活的便利，而且還可以改善他們的安全和整體福祉。例如，在發(fā)生爆炸或火災(zāi)之類的緊急情況時，消防部門、城市救護車服務(wù)和交通控制部門之間的實時通信可以確保這些實體之間實現(xiàn)完美的實時協(xié)調(diào)，從而將人員傷亡降至最低。為了實現(xiàn)不同政府實體之間的這種無縫通信，擁有一個能夠以低延遲和高可靠性處理大量通信的通信網(wǎng)絡(luò)非常重要。盡管實時共享大量數(shù)據(jù)，但通過使用第五代移動通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G）通信技術(shù)，政府可以確保所有政府機構(gòu)都能無縫協(xié)作。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.2智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)5.增強現(xiàn)實為公民提供及時的服務(wù)意味著確保為政府人員提供有效執(zhí)行任務(wù)所需的信息。例如，必須向政府衛(wèi)生中心的醫(yī)生提供有關(guān)所治療患者的信息?；蛘?，應(yīng)該給負責修復(fù)受損鐵路線的工人更新軌道的布局，并準確確定受損零件的位置。通過使用增強現(xiàn)實（AugmentedReality，AR）頭戴式設(shè)備，此類信息可以在工人需要時立即實時轉(zhuǎn)發(fā)給他們。這樣可以最大程度地減少工人查找必要信息所需的精力和時間。從而使得他們可以立即采取行動。交通管理人員還可以使用AR通過智能眼鏡或智能手機應(yīng)用程序獲取有關(guān)違章停車和被盜車輛的實時信息，提供城市交通運營管理的效率?？偠灾?，以上這些智慧城市技術(shù)中的每一種都是相互依賴。因此，我們應(yīng)制定綜合戰(zhàn)略，以便將這些技術(shù)相互結(jié)合起來，同時考慮到它們各自帶來的優(yōu)勢。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.3智慧城市發(fā)展面臨的難題1.規(guī)劃缺乏頂層設(shè)計智慧城市是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，城市的治理面臨多層次、多維度的復(fù)雜“城市病”問題。由于初期缺乏頂層設(shè)計，很多城市不能從全局和長遠的角度統(tǒng)籌規(guī)劃，數(shù)據(jù)“聚而不通、通而不用”。智慧城市建設(shè)在總體規(guī)劃中往往不能達成跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)之間接口和標準的統(tǒng)一，在維持城市常規(guī)運行時尚可，一旦遇到重大突發(fā)事件就難免出現(xiàn)混亂。2.建設(shè)盲目追求規(guī)模速度“重硬件、輕應(yīng)用”的觀念和跟風(fēng)建設(shè)的現(xiàn)象仍然存在。一些城市盲目追求建設(shè)的規(guī)模和速度，把智慧城市建設(shè)作為“形象工程”，將大量資金投入到硬件設(shè)備的采購和基礎(chǔ)設(shè)施的搭建，忽視了城市公共服務(wù)的有效供給和社會生態(tài)結(jié)構(gòu)的合理布局，沒有充分考慮“技術(shù)為人所用”的人本價值。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.3智慧城市發(fā)展面臨的難題3.管理運營能力不足第一，數(shù)據(jù)治理能力不足，智慧城市的核心是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的核心是互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)治理體系不健全，數(shù)據(jù)就無法高效流轉(zhuǎn)與整合，也就無法快速匹配高精度要求的疫情追蹤場景；第二，應(yīng)急保障能力不足，一些城市的監(jiān)督監(jiān)管體系不夠完備，導(dǎo)致疫情期間系統(tǒng)故障、個人隱私泄露等問題時有發(fā)生；第三，運行反饋機制不健全，智慧城市建設(shè)是一個迭代演進的過程，既要有自上而下的設(shè)計，也要有自下而上的反饋。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.4建設(shè)智慧城市的策略1.讓智慧城市具備全域全量全時的綜合感知能力一方面，要統(tǒng)一規(guī)劃和集成利用，構(gòu)建一體化的城市空間新型基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面，要高度重視社會感知，構(gòu)建多維融合的泛在感知體系。要在保護個人隱私和保障數(shù)據(jù)安全的前提下，把城市感知的觸角延伸到社交媒體、電商平臺、交通出行等應(yīng)用場景中，從感知市民訴求、診斷城市問題、監(jiān)測社會風(fēng)險等維度構(gòu)建立體化的泛在感知體系。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.4建設(shè)智慧城市的策略2.打造城市“智腦”的三個著力點首先，著力于“高質(zhì)量”，要分級分類完善標準規(guī)范體系，以數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)流動邏輯為抓手，構(gòu)建高質(zhì)量數(shù)據(jù)治理體系，推進資源整合共享；第二，著力于“優(yōu)協(xié)同”，要堅持市級統(tǒng)籌原則，強化平臺協(xié)作能力，聚焦打造公共服務(wù)超級應(yīng)用。第三，著力于“可使用”，要在推動政府數(shù)據(jù)共享和開放的基礎(chǔ)上，盡可能多地從相關(guān)主體（如公共事業(yè)單位、科研機構(gòu)以及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等）掌控的數(shù)據(jù)資源中識別公共數(shù)據(jù)并納入城市公共數(shù)據(jù)體系中，著眼并落腳于讓公共數(shù)據(jù)處于“可使用”的狀態(tài)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用12.2.4建設(shè)智慧城市的策略3.深耕細作，把“智慧城市”運營好首先，建立上下聯(lián)動高效組織體系，既要有智慧城市建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，又要著力培養(yǎng)一支專業(yè)化的運營隊伍，形成縱橫協(xié)作模式。第二，強化“全周期管理”模式，把“數(shù)字政府”的政務(wù)服務(wù)應(yīng)用向“共治共理”模式延伸，利用“新基建”拓寬多元主體表達意見、提供決策支持的渠道。第三，打造持續(xù)創(chuàng)新的應(yīng)用生態(tài)，圍繞“政府主導(dǎo)分清角色、市場主體打造生態(tài)”的主要原則優(yōu)化市場參與機制，以智能化場景的供給來培育解決“城市病”的新業(yè)態(tài)新產(chǎn)品，推廣以人為本的智慧化應(yīng)用，建立動態(tài)、人本、全周期的智慧城市運營機制，打造可持續(xù)發(fā)展的城市創(chuàng)新生態(tài)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.1智慧醫(yī)療概述如圖12-3所示，智慧醫(yī)療（Smarthealthcare）也稱為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，是把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療、患者身體狀況監(jiān)測、醫(yī)療信息化、遠程醫(yī)療、醫(yī)療器械設(shè)備等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。圖12-3智慧醫(yī)療第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.1智慧醫(yī)療概述醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中的“物”，就是各種與醫(yī)療服務(wù)活動相關(guān)的人和事物，如健康者、亞健康者、病人、醫(yī)生、護士、醫(yī)療儀器、醫(yī)療設(shè)備、藥品等。醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)中的“聯(lián)”，即信息交互連接，把上述“事物”產(chǎn)生的相關(guān)信息交互、傳輸和共享。醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)中的“網(wǎng)”是通過把“物”有機地連成一張“網(wǎng)”，就可以實現(xiàn)“感”、“知”、“行”，感知醫(yī)學(xué)服務(wù)，將對象、各種數(shù)據(jù)的交換和無縫連接，達到對醫(yī)療衛(wèi)生保健服務(wù)的實時動態(tài)監(jiān)控、連續(xù)跟蹤管理和精準的醫(yī)療健康決策。那么什么是“感”、“知”、“行”呢？“感”就是數(shù)據(jù)采集和信息獲得，例如，連續(xù)監(jiān)測患者的體溫、血壓、脈博、呼吸等人體特征參數(shù)、周邊環(huán)境信息、感知設(shè)備和人員情況等?！爸碧刂笖?shù)據(jù)分析，如，高血壓患者連續(xù)的血壓值測到之后，計算機會自動分析出他的血壓狀況是否正常，如果不正常，就會生成警報信號，通知醫(yī)生知曉情況，調(diào)整用藥，加以處理，這就是“行”。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.1智慧醫(yī)療概述應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧身體狀況監(jiān)測系統(tǒng)，將數(shù)字健康檔案、動態(tài)健康管理、醫(yī)療服務(wù)平臺三者的有機結(jié)合，通過自我健康管理（健康教育、健康記錄等）、健康監(jiān)測（包括智能健康指標檢測、健康預(yù)警、健康指導(dǎo)等）、遠程醫(yī)療協(xié)助（包括用藥指導(dǎo)、膳食指導(dǎo)、運動指導(dǎo)、慢性康復(fù)指導(dǎo)等），相互作用，環(huán)環(huán)相扣，實現(xiàn)對個體健康的全程智能管理。如果你擁有了智慧身體狀況監(jiān)測系統(tǒng)，你可以隨時用電子秤、人體脂肪分析儀、電子體溫計、血壓計和心率監(jiān)測儀等人體狀況傳感設(shè)備，自動測量自己的血壓、血糖、血氧、心電等與健康有關(guān)的數(shù)據(jù)，管理自己的健康記錄；你也可以選擇讓你的健康數(shù)據(jù)自動傳送到位于到健康控制中心，你的健身教練將根據(jù)健康數(shù)據(jù)幫助你制訂下一步的健身計劃和健康食譜，你的特約醫(yī)生將根據(jù)健康數(shù)據(jù)了解你的健康狀況，必要時可以對你進行遠程會診，再提出醫(yī)療意見；如果家中老人意外摔倒，信息會自動發(fā)送給子女，并會自動傳送醫(yī)院的急救中心……在改善患者體驗方面，與物聯(lián)網(wǎng)相連的醫(yī)療應(yīng)用程序可以提供遠程監(jiān)控，并使得物理空間更智能。手術(shù)過程中，臨床任務(wù)和基本資源管理效率的提升，也有助于的體驗改善。此外，物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備收集的數(shù)據(jù)非常準確，可幫助醫(yī)療專業(yè)人員做出更全局的決策，從而改善治療效果。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.2智慧醫(yī)療面臨的安全威脅在醫(yī)療衛(wèi)生和健康保障領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)具有巨大的潛力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮著越來越多的作用。但是，隨之而來的安全威脅也不可輕視，這些威脅若不加以制止，可能會造成巨大的傷害。在保護眾多的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備免受網(wǎng)絡(luò)攻擊方面，醫(yī)院面臨著更多的挑戰(zhàn)。首先，每張病床平均有10到15個醫(yī)療設(shè)備，如輸液泵和呼吸機，但許多設(shè)備在設(shè)計時就沒有考慮到安全性。目前，醫(yī)院近乎一半的醫(yī)療設(shè)備都仍然在不受支持的操作系統(tǒng)或舊版的操作系統(tǒng)（如安全漏洞很多的WindowsXP系統(tǒng)）上運行，這些操作系統(tǒng)也往往停止了安全更新。這使得B超、MRI等設(shè)備，成為網(wǎng)絡(luò)勒索分子攻擊的重點目標。在美國，被黑客竊取的病人電子健康信息記錄，在黑市的售價大約為每個病例高達數(shù)百美元。如此高昂的售價，使其成為黑客關(guān)注的對象。因此，醫(yī)院往往需要向網(wǎng)絡(luò)勒索分子支付每個病例數(shù)百美元，來贖回這些電子健康信息記錄，阻止醫(yī)療信息的進一步泄露。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.2智慧醫(yī)療面臨的安全威脅醫(yī)療設(shè)備并不是唯一被黑客攻擊的目標，醫(yī)院的智能辦公網(wǎng)絡(luò)和樓宇管理系統(tǒng)（BMS）等也是重要目標之一。當醫(yī)院希望升級其醫(yī)療設(shè)備底層的操作系統(tǒng)時，由于操作上的考慮，以及需要對設(shè)備進行重新測試和重新認證，使得實施難度困難重重。對于保護和監(jiān)視醫(yī)療機構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、舊版的操作系統(tǒng)和病人健康記錄，即使在不可修補的設(shè)備上以及直觀的“零信任”網(wǎng)絡(luò)分段和管理中，也必須確保完整的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可見性和風(fēng)險可分析性，為漏洞填補和零日威脅的防護打好基礎(chǔ)。這將有助于識別和分類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如發(fā)現(xiàn)弱密碼、過時的固件和已知漏洞等風(fēng)險。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.3智慧醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)對安全威脅的措施智慧醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)對安全威脅的措施主要包括以下五點：1.員工培訓(xùn)給員工培訓(xùn)如何識別和避免潛在的勒索軟件攻擊至關(guān)重要。由于當前許多的網(wǎng)絡(luò)攻擊，都始于看似安全的郵件，而入侵的開始，便來自郵件中引導(dǎo)用戶點擊惡意鏈接。因此，對員工的日常安全教育，是最為重要的、也是最容易的防御措施之一。2.數(shù)據(jù)備份定期進行維護和數(shù)據(jù)備份，不僅可以防止數(shù)據(jù)丟失，并可以保證在磁盤硬件出現(xiàn)故障時恢復(fù)數(shù)據(jù)。功能備份還可幫助醫(yī)療保健組織從勒索軟件攻擊中恢復(fù)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.3智慧醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)對安全威脅的措施3.修補漏洞由于網(wǎng)絡(luò)犯罪分子通常會在可用的修補程序中尋找最新的漏洞，然后將目標鎖定在尚未修補的系統(tǒng)。因此，組織必須確保所有系統(tǒng)都已應(yīng)用最新的補丁程序，從而減少企業(yè)內(nèi)部潛在的漏洞數(shù)量。醫(yī)院的眾多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)定時修復(fù)安全漏洞，即使是那些固件無法修補或舊操作系統(tǒng)的設(shè)備，也是如此。同時主動識別并阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問，以及與設(shè)備和服務(wù)器之間未經(jīng)授權(quán)的訪問和流量，防止針對物聯(lián)網(wǎng)的惡意軟件攻擊。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.3物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用12.3.3智慧醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)對安全威脅的措施4.端點保護傳統(tǒng)的基于簽名的反病毒程序是防止已知攻擊的有效解決方案，應(yīng)在所有醫(yī)療保健組織中實現(xiàn)，它可以阻止多數(shù)惡意軟件的攻擊。5.網(wǎng)絡(luò)保護企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的高級防護系統(tǒng)，如部署入侵防御系統(tǒng)（IntrusionPreventionSystem，IPS）、網(wǎng)絡(luò)防火墻（Networkfirewall）等，在防止已知的網(wǎng)絡(luò)攻擊方面非常重要。此外，沙箱（sandbox）技術(shù)能夠分析新的、未知的惡意軟件，并且實時執(zhí)行，同時尋找惡意代碼的跡象，予以阻止，防止感染端點傳播到組織中的其他位置。因此，沙箱也是一種重要的預(yù)防機制，可防止惡意軟件逃逸或零日惡意軟件，并防御多種類型的未知組織攻擊。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.1智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖12-4所示。圖12-4智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.1智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)智能家居系統(tǒng)（SmartHomeSystem）是利用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、云計算技術(shù)、綜合布線技術(shù)、智慧醫(yī)療技術(shù)等依照人體工程學(xué)原理，融合個性需求，將與家居生活有關(guān)的各個子系統(tǒng)如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯(lián)動、地板采暖、健康保健、衛(wèi)生防疫、安防保安等有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實現(xiàn)“以人為本”的全新家居生活體驗。智能家居系統(tǒng)是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日常事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)在居住環(huán)境中環(huán)保節(jié)能的目的。將自動化控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融于一體之后，智能家居產(chǎn)品能將各種家庭設(shè)備通過智能家庭網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。并且通過4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)和中國電信的寬帶、固話網(wǎng)絡(luò)等可以遠程管理和操控家庭設(shè)備。這些設(shè)備包括安防監(jiān)控、智能燈光、背景音樂、智能機器人、智能影音、智能家電、智能窗簾、煙霧報警、視頻通話等。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.1智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，依照人體工程學(xué)原理，融合個性需求，將與家居生活有關(guān)的各個子系統(tǒng)如安防、照明控制、窗簾控制、煤氣閥控制、多媒體、家用電器、地板采暖等有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實現(xiàn)“以人為本”的全新家居生活體驗。假如擁有了智能家居系統(tǒng)，當你不在家時，你可以遠程監(jiān)視家中的孩子或老人的狀況；你可以在回到家之前打開家里空調(diào)；當你回到家時，你家的大門會自動為你打開；空調(diào)已經(jīng)在工作，吹出令人舒適的涼風(fēng)，而原來處于通風(fēng)狀態(tài)而打開的門窗也隨著空調(diào)的啟動而自動關(guān)閉，使室內(nèi)氣溫剛好達到了適合人體的溫度；當你進入家門后，只要按一下“回家”鍵，家中的電視自動開啟，室內(nèi)燈光自動點亮，背景音樂自動響起；你的冰箱會將你最需要的食物下單通知商家，為你配送到家；當你家中的甲醛、一氧化碳、二氧化碳等有毒有害氣體超標時，新鮮空氣系統(tǒng)會自動啟動，主人的手機也會接到報警短信提醒；你只要用一個遙控器就能控制家中所有的電器；當你要外出時，只要按一下“離家”鍵，家中所有需要關(guān)閉的燈和電器自動關(guān)閉，安防系統(tǒng)會自動開啟；當你家中沒人時，園藝系統(tǒng)自動為你灑水、施肥、噴藥；當你家中的電器出現(xiàn)了故障，物聯(lián)網(wǎng)也能自動感知并提醒主人維修公司的聯(lián)系方式，幫助你預(yù)約維修人員上門修理……第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.1智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)與普通家居相比，智能家居系統(tǒng)不僅創(chuàng)建了舒適且高品位的家庭生活環(huán)境，還實現(xiàn)了家庭安防系統(tǒng)的智能化。此外，還將原來的被動靜止結(jié)構(gòu)的家居環(huán)境變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，實現(xiàn)全方位的信息交互。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上看，一方面，所有的智能家電或設(shè)備，包括電視機、電冰箱、空調(diào)等，都通過家用的路由器或機頂盒連接通信，并通過手機App進行控制；另一方面，由于終端側(cè)的計算能力有限，因此推薦信息、語音識別、圖像識別等計算量較大的任務(wù)均需要通過與云計算平臺進行交互，由云計算平臺來完成。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全1.智能家居的防盜系統(tǒng)智能家居系統(tǒng)的首要任務(wù)是家居智能安防。隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對于居住環(huán)境的安全、方便、舒適提出了越來越高的要求，因此智能家居就逐步普及。隨著城市外來流動人口的大量增加，帶來許多不安定因素，刑事案件特別是入室盜竊、搶劫等也屢見不鮮，因此家庭智能安全防范系統(tǒng)是智能化小區(qū)建設(shè)中不可缺少的一項。以往的做法安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但是普遍存在有礙美觀，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子入侵住宅，因此，用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居防盜報警系統(tǒng)也就應(yīng)運而生。智能家居的安全防盜報警系統(tǒng)的傳感器一般由紅外入侵探測器、門磁及窗磁傳感器、感煙探測器、氣體傳感器和水浸傳感器等五大部分組成。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全1.智能家居的防盜系統(tǒng)①紅外入侵探測器紅外入侵探測器主要用于防止竊賊非法入侵，探測器一般采用熱釋電人體紅外傳感器，工作原理主要是人體紅外線監(jiān)測。其實存在自然界中的物體，如人體、火焰、冰塊等都會發(fā)射紅外線，但是波長各不相同。利用不同的波長，人體的紅外線輻射不斷改變熱釋電體的溫度，使它輸出一個又一個相應(yīng)的信號，熱釋電人體紅外傳感器的特點是它只有在外界輻射引起它本身的溫度發(fā)生變化時，才給出一個相應(yīng)的電信號，當溫度的變化趨于穩(wěn)定是就不會有信號輸出，所以信號的產(chǎn)生不會和自身溫度的變化而變化，而是對運動的人體敏感，從而檢測到人體的移動。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全1.智能家居的防盜系統(tǒng)②門磁及窗磁傳感器門磁系統(tǒng)也是用的比較廣泛的安防系統(tǒng)之一，一般包括門磁、窗磁。門磁、窗磁其實是門磁開關(guān)、窗磁開關(guān)的簡稱。主要由門磁主體和磁控條組成。當開始布控后，一旦磁控條和門磁主體脫離就會產(chǎn)生相應(yīng)的信號，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆O(shè)備，從而及時提醒主人。③感煙探測器此種探測器主要是用來探測可見或不可見的燃燒產(chǎn)物以及起火速度緩慢的初期火災(zāi)，有離子型、光電型、激光型和紅外線束型四種。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全1.智能家居的防盜系統(tǒng)④氣體傳感器氣體傳感器是一種將某種氣體的成分轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的傳感器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行采樣和處理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理以及儀表顯示部分。氣體傳感器是一種將氣體的成分、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被管理人員、儀器儀表、計算機等利用的信息的裝置。⑤水浸傳感器水浸傳感器是基于液體導(dǎo)電原理，用電極探測是否有水存在，再用傳感器轉(zhuǎn)換成干接點輸出。一般分為接觸式水浸探測器和非接觸式水浸探測器。接觸式水浸探測器，利用液體導(dǎo)電原理進行檢測；非接觸式水浸探測器，利用光在不同介質(zhì)截面的折射與反射原理進行檢測。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全2.智能家居的防火系統(tǒng)智能家居在家居防火系統(tǒng)中也扮演著重要角色，傳感器監(jiān)測到報警信息后智能主機會立刻通過語音系統(tǒng)通知戶內(nèi)所有人員，準確告知發(fā)生火警的位置、時間以及火警的類型，并根據(jù)提前預(yù)設(shè)的逃生指南提醒用戶逃離。隨著時代的發(fā)展，我國已經(jīng)進入高層建筑時代。但是，高層救火是世界性難題，每年因為高層火災(zāi)而產(chǎn)生眾多人員傷亡和財產(chǎn)損失?；馂?zāi)要防患未然，智能家居可以做到防火。智能家居系統(tǒng)之一是遠程控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以遠程操控家里的家電，以及開關(guān)插座。據(jù)統(tǒng)計，目前百分之九十以上的火災(zāi)都是電火災(zāi)，這樣，遠程控制系統(tǒng)就能發(fā)揮很大的作用。比如您出門前忘記關(guān)閉家里的某個電器或者開關(guān)，那么打開手機操作一下，就可以遠程關(guān)閉某個家用電器。這樣，就可以大大增加了用電安全，所以遠程控制系統(tǒng)是家庭防火的好幫手。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全2.智能家居的防火系統(tǒng)天然氣也是家里的防火重點，有時候我們會因為疏忽而忘記關(guān)天然氣，造成煤氣泄漏從而引發(fā)火災(zāi)。有時候隨著時間久遠，天然氣軟管老化也容易引起煤氣泄漏，而這種情況，常常是我們不易發(fā)現(xiàn)的，那么智能家居具有煤氣報警系統(tǒng)就派上了用場，比如探測器探測到有煤氣泄漏會立刻響起警報，并發(fā)送短信到主人的手機上，同時煤氣報警系統(tǒng)也可以聯(lián)動智能家居其他系統(tǒng)，自動打開窗戶讓新鮮空氣進來，解除煤氣危險。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全3.聊天機器人及安全風(fēng)險聊天機器人可以勝任家庭保姆的職責，例如，看護老人、教小孩背誦唐詩、唱兒歌和給小孩講故事等。有些聊天機器人會搭載自然語言處理系統(tǒng)，但大多簡單的系統(tǒng)只會擷取輸入的關(guān)鍵字，再從數(shù)據(jù)庫中找尋最合適的應(yīng)答句子。聊天機器人是虛擬助理（如Google智能助理）的一部分，可以與許多組織的應(yīng)用程序，網(wǎng)站以及即時消息平臺（FacebookMessenger）連接。聊天機器人的工作原理，是研發(fā)者把自己感興趣的回答放到數(shù)據(jù)庫中，當一個問題被拋給聊天機器人時，它通過算法，從數(shù)據(jù)庫中找到最貼切的答案，回復(fù)給它的聊伴。此外，聊天機器人的成功之處在于，研發(fā)者將大量網(wǎng)絡(luò)流行的俏皮語言加入詞庫，當你發(fā)送的詞組和句子被詞庫識別后，程序?qū)⑼ㄟ^算法把預(yù)先設(shè)定好的回答回復(fù)給你。而詞庫的豐富程度、回復(fù)的速度，是一個聊天機器人能不能得到大眾喜歡的重要因素。千篇一律的回答不能得到大眾青睞，中規(guī)中矩的話語也不會引起人們共鳴。此外，只要程序啟動，聊天機器人能夠24小時在線，隨叫隨到，堪稱貼心之至。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全評價聊天機器人的智能，并不是比較其數(shù)據(jù)庫的大小，而是重點關(guān)注以下3個方面。①學(xué)習(xí)能力這是最根本，也是最難以提升的一個標準，一個可以自動成長、但數(shù)據(jù)量很?。軌蚧卮鸬膯栴}較少）的機器人顯然是比一個不能自動成長、但數(shù)據(jù)量龐大（能夠回答的問題較多）實用。機器人的本質(zhì)是幫助人類，減少人類在各個領(lǐng)域的勞動量，如果一個機器人需要人工錄入所有的知識，這本身就增加了人類的負擔，是與制造機器人的初衷所違背的，這也是當前聊天機器人雖然較熱，但應(yīng)用較少的一個根本原因。②數(shù)據(jù)篩選能力在擁有了自學(xué)習(xí)能力之后，機器人是對知識照單全收，還是有選擇的學(xué)習(xí)較為正確的知識，是進一步評判機器人智能程度的一個標準。如果機器人只能對知識照單全收，這個學(xué)習(xí)能力是不完整的，機器人還應(yīng)或多或少擁有篩選能力。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全③自升級能力在機器人按照設(shè)計者的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法做到了自學(xué)習(xí)，并且擁有了一定程度的知識篩選能力之后，自升級能力會成為下一個堡壘。學(xué)習(xí)能力的本質(zhì)是按照設(shè)計者的算法將輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化為這個機器人的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)。當“按照初始算法去結(jié)構(gòu)化各類輸入數(shù)據(jù)”之后，經(jīng)過統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)這類規(guī)則不能適應(yīng)某類知識組織形式或某領(lǐng)域知識時（錯誤率提高），設(shè)計者們應(yīng)考慮如何讓機器人嘗試調(diào)整算法規(guī)則和數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)以使得在錯誤率較高的知識組織形式或領(lǐng)域降低學(xué)習(xí)的錯誤率。ChatGPT（ChatGenerativePre-trainedTransformer）是美國OpenAI公司研發(fā)的聊天機器人程序，于2022年11月30日正式發(fā)布。ChatGPT是人工智能技術(shù)驅(qū)動的自然語言處理工具，它能夠通過學(xué)習(xí)和理解人類的語言來進行對話，還能根據(jù)聊天的上下文進行互動，真正像人類一樣來聊天交流，甚至能完成撰寫郵件、視頻腳本、文案、翻譯、代碼，寫論文等任務(wù)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全2023年2月7日，微軟宣布推出由ChatGPT支持的最新版本人工智能搜索引擎Bing（必應(yīng)）和Edge瀏覽器。微軟CEO表示，“搜索引擎迎來了新時代”。2月8日凌晨，在華盛頓雷德蒙德舉行的新聞發(fā)布會上，微軟宣布把OpenAI開發(fā)的傳聞已久的GPT-4模型集成到Bing及Edge瀏覽器中。ChatGPT受到廣泛關(guān)注的重要原因是引入新技術(shù)RLHF(ReinforcementLearningwithHumanFeedback，基于人類反饋的強化學(xué)習(xí))。RLHF解決了生成模型的一個核心問題，即如何讓人工智能模型的產(chǎn)出和人類的常識、認知、需求、價值觀保持一致。ChatGPT是AIGC（AI-GeneratedContent，人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)進展的成果。該模型能夠促進利用人工智能進行內(nèi)容創(chuàng)作、提升內(nèi)容生產(chǎn)效率與豐富度。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全然而，ChatGPT潛在的安全風(fēng)險也引起業(yè)界的擔憂。2023年4月10日，中國支付清算協(xié)會表示，ChatGPT等工具引起了各方的廣泛關(guān)注，已有部分企業(yè)員工使用ChatGPT等工具開展工作。但是，此類智能化工具已暴露出跨境數(shù)據(jù)泄露等安全風(fēng)險。為了有效應(yīng)對風(fēng)險、保護客戶隱私、維護數(shù)據(jù)安全，提升支付清算行業(yè)的數(shù)據(jù)安全管理水平，根據(jù)《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》、《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》等法律規(guī)定，中國支付清算協(xié)會向行業(yè)發(fā)出倡議，倡議支付行業(yè)的從業(yè)人員謹慎使用ChatGPT。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全4.智能冰箱及安全隱患智能冰箱如圖12-6所示。圖12-6智能冰箱第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全智能冰箱，就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面地保障冰箱內(nèi)食品的新鮮和安全，能夠?qū)Ρ溥M行智能化控制、對食品進行智能化管理。具體地說，就是能自動進行冰箱模式調(diào)換，始終讓食物保持最佳存儲狀態(tài)，可讓用戶通過手機或電腦，隨時隨地了解冰箱里食物的數(shù)量、保鮮保質(zhì)信息，可為用戶提供健康食譜和營養(yǎng)禁忌，可提醒用戶定時補充食品等。智能冰箱的功能主要包括智能控溫、干濕分離和殺菌等。①智能控溫控溫在很多冰箱身上的表現(xiàn)并不理想，但是智能冰箱應(yīng)用了精控微風(fēng)道技術(shù)。可以根據(jù)冰箱各個區(qū)域不同的溫度需求，通過多個送風(fēng)口分別進行差異送風(fēng)，從而實現(xiàn)精準控溫。這一點提高了冰箱的工作效率，而且在使用過程中，溫度的升降幅度較小，保鮮效果也更加理想。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全②干濕分離雖然都是風(fēng)冷技術(shù)，但是智能冰箱可以使用不同的送風(fēng)方式。冰箱里劃分干區(qū)和濕區(qū)，濕區(qū)保持在90%上下的濕度，干區(qū)保持在45%上下的濕度?？梢院芎玫貙崿F(xiàn)干區(qū)干而不燥，濕區(qū)濕而不腐。依據(jù)不同食材之需，定制專屬儲存環(huán)境，延長保鮮時效，保留更多營養(yǎng)。有了干區(qū)的功能，就算是干果類和珍品類也可以在冰箱里儲存了。③動態(tài)殺菌冰箱里拿出來的食物，經(jīng)常會有一股特殊的味道，就是人們所說的“冰箱味”。這是冰箱里有細菌，并且不通風(fēng)導(dǎo)致的。而智能冰箱自帶殺菌功能，可以有效防止冰箱異味。智能冰箱的殺菌率可以達到99%，讓用戶享受更安全、健康的生活。此外，很多智能冰箱還搭載了在線購物功能，用戶能夠在冰箱的系統(tǒng)中直接下單購買自己需要的商品，無論是新鮮食材還是家電產(chǎn)品都能快速送到您家。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.4物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12.4.2智能家居系統(tǒng)的安全但是，智能冰箱的在線購物功能并不方便。這個在線購物功能聽起來還不錯，但消費者的體驗并不滿意。在智能冰箱的在線商城單次購物所花時間遠遠超出在手機App上購物的時間。智能冰箱因為觸摸屏的原因，在操作的精準度和使用感受上比手機差很多，而且在使用搜索時，輸入非常困難，無論是使用手寫輸入還是拼音輸入，幾乎不可能一次性完成，耗時耗力，嚴重影響使用體驗。除此之外，智能冰箱在線購物需要我們登錄各購物平臺的賬號，但是智能冰箱存在安全隱患，很容易受到黑客的入侵，用戶在智能冰箱上輸入自己的個人賬號很不安全，尤其是會危及到我們的財產(chǎn)安全。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.5物聯(lián)網(wǎng)智慧交通安全12.5.1智慧交通系統(tǒng)概述智慧交通系統(tǒng)如圖12-7所示。圖12-7智慧交通系統(tǒng)第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.5物聯(lián)網(wǎng)智慧交通安全12.5.1智慧交通系統(tǒng)概述應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通系統(tǒng)，利用交通信息系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、旅行信息系統(tǒng)、智能旅游系統(tǒng)、車載智能信息設(shè)備等，提供實時的交通路況和停車信息，進行智能的分析、控制與引導(dǎo)，提高出行者的方便感和舒適度。你如果擁有了智慧交通系統(tǒng)，當你開車出門時，智能手機和車載智能導(dǎo)航儀能顯示實時路況、自動幫你選擇最近或最快路徑；你要停車，可以查到附近停車場的位置和路徑，現(xiàn)在還剩下多少車位、你進入該停車場時還有空車位的概率是多少等信息，你還可以預(yù)定車位；你停車時萬一忘了鎖車門，你離開20米以外的時間超過30秒，車子將會自動把車門鎖好，當有人動你的車子，你的手機會收到報警信號；當你在半路上想就餐，只要打開手機，輸入“飯店”，搜索引擎就把你所在位置附近的餐廳的地圖呈現(xiàn)在你的手機屏幕上；當你到某個風(fēng)景區(qū)旅游，智能導(dǎo)游儀可以圖文并茂地為你講解每個景點的詳細情況……第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.5物聯(lián)網(wǎng)智慧交通安全12.5.2智慧交通系統(tǒng)的安全安全是交通管理的最重要的一環(huán)。對于智能交通規(guī)劃和管理來說，交通安全也是在規(guī)劃中不可或缺的部分。要保障交通安全，需要各種各樣的手段進行綜合配套管理，包括對酒駕行為的嚴厲打擊、交通設(shè)施的完善、交通行為的規(guī)范等。疲勞駕駛，是交通事故、交通意外的最重要的誘因之一，所以對于疲勞駕駛的預(yù)防和管理都一直受到高度的重視。早期的措施一般是從管理制度上去要求，如持續(xù)行駛高速4小時需要進入服務(wù)站休息、更換司機等?，F(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的發(fā)展，基于智能視頻分析的疲勞檢測技術(shù)也開始進入實用階段?；谥悄芤曨l分析的疲勞檢測技術(shù)，是通過對人眼、面部細微特征進行分析，并結(jié)合車輛行駛速度等要素，對處于疲勞狀態(tài)的駕駛員實現(xiàn)本地的聲光提醒，使駕駛員一直處于良好的精神狀態(tài)，防止安全事故的發(fā)生。通過智能視頻分析技術(shù)，普通視頻采集設(shè)備將變身為智能物聯(lián)網(wǎng)感知器，可以感知很多關(guān)鍵信息。在智慧交通系統(tǒng)中，通過對客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)、違規(guī)車牌照片、司機疲勞狀態(tài)等關(guān)鍵信息的再利用，為智能交通中的交通調(diào)度、交通規(guī)劃、交通行為管理以及交通安全預(yù)防都可以提供非常優(yōu)秀的應(yīng)用。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.1智能制造系統(tǒng)概述智能制造系統(tǒng)（IntelligentManufacturingSystem，IMS）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。提到智能制造，首先應(yīng)介紹日本在1990年4月所倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃。世界上許多國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等都參加了該項計劃。該計劃共投資10億美元，對100個項目實施前期科研工作。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.1智能制造系統(tǒng)概述毫無疑問，智能制造是工業(yè)自動化的發(fā)展方向。在智能制造過程中的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用到人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進的計算機智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù)尤其適合于解決特別復(fù)雜和不確定的問題。很顯然，要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在并不遙遠的將來就會實現(xiàn)。有人甚至提出這樣的問題，下個世紀會實現(xiàn)智能自動化嗎？而如果只是在企業(yè)的某個局部環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化，而又無法保證全局的優(yōu)化，則這種智能化的意義是有限的。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.2智能制造系統(tǒng)的特征與傳統(tǒng)制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特征：1.智能制造自律能力智能制造自律能力是指智能設(shè)備搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設(shè)備稱為“智能機器”，“智能機器”在一定程度上表現(xiàn)出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運作與競爭。強有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎(chǔ)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.2智能制造系統(tǒng)的特征2.智能制造人機一體化IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能?；谌斯ぶ悄艿闹悄軝C器只能進行機械式的推理、預(yù)測、判斷，它只能具有邏輯思維（專家系統(tǒng)），最多做到形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），完全做不到靈感（頓悟）思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代制造過程中人類專家的智能，獨立承擔起分析、判斷、決策等任務(wù)是不現(xiàn)實的。人機一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。因此，在智能制造系統(tǒng)中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用，機器智能和人的智能將真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.2智能制造系統(tǒng)的特征3.智能制造虛擬現(xiàn)實技術(shù)這是實現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù)，也是實現(xiàn)高水平人機一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality)是以計算機為基礎(chǔ)，融合信號處理、動畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測、仿真和多媒體技術(shù)為一體；借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實制造過程和未來的產(chǎn)品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.2智能制造系統(tǒng)的特征4.智能制造自組織超柔性智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，其柔性不僅突出在運行方式上，而且突出在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特征。5.智能制造學(xué)習(xí)與維護智能制造系統(tǒng)能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學(xué)習(xí)功能。同時，在運行過程中自行故障診斷，并具備對故障自行排除、自行維護的能力。這種特征使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.3智能制造的安全防御系統(tǒng)我國在深入推進“中國制造2025”戰(zhàn)略目標的過程中，既給智能化制造企業(yè)帶來了提質(zhì)增效的機遇，也給其網(wǎng)絡(luò)安全保障帶來了新的挑戰(zhàn)。智能化制造企業(yè)應(yīng)從實際需求和長遠規(guī)劃出發(fā)，積極主動地構(gòu)建和發(fā)展具有企業(yè)特色的智能化制造網(wǎng)絡(luò)安全保障系統(tǒng)，為企業(yè)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)安全提供保障。建立智能制造工控安全監(jiān)測與攻防研究技術(shù)體系，可以實現(xiàn)由攻防對抗研究、模擬模擬試驗環(huán)境構(gòu)建的安全測評、重點問題監(jiān)控與預(yù)警推送、關(guān)鍵風(fēng)險點安全防護監(jiān)測與預(yù)警防護等深度安全防御體系，確保智能制造體系下工業(yè)控制系統(tǒng)安全運行。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.3智能制造的安全防御系統(tǒng)根據(jù)三類安全防護的重點“基本類、結(jié)構(gòu)類、行為類”，可以構(gòu)建基于基本安全、結(jié)構(gòu)安全、行為安全的三重安全技術(shù)，實現(xiàn)了三重安全技術(shù)融合動態(tài)、持續(xù)安全管理與安全運維的安全保障體系，并采用縱向分層、橫向分割的縱深防御體系策略，結(jié)合工業(yè)控制系統(tǒng)總線協(xié)議復(fù)雜多樣、實時性要求高、節(jié)點計算資源有限、設(shè)備可靠性要求高、故障恢復(fù)時間短等特點，實現(xiàn)了可信、可控、易管的系統(tǒng)安全互聯(lián)、區(qū)域邊界安全防護和計算環(huán)境安全。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.3智能制造的安全防御系統(tǒng)1.基本安全基本安全包括工裝安全檢測和補強型安全措施。工裝安全檢測是針對工廠或車間級智能制造自動化控制現(xiàn)場設(shè)備的信息安全保護需要，并與工廠級生產(chǎn)管理設(shè)備巡檢、作業(yè)習(xí)慣等具體特點緊密結(jié)合，突出自動化控制專用網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議應(yīng)用，以具備深度解析工業(yè)屬性的信息安全掃描設(shè)備為依托，具有數(shù)字化、邏輯存儲器控制能力，并配有自帶增材制造系統(tǒng)、工業(yè)傳感器、數(shù)控機床、機械臂、智能儀器儀表等，可用于脆弱性和漏洞的早期探測、信息安全風(fēng)險診斷。補強型安全措施是根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的工業(yè)設(shè)備問題，設(shè)計工業(yè)控制系統(tǒng)的安全調(diào)整方案，進行離線仿真評估。在未來的智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)中，僅僅在事故后期向系統(tǒng)注入信息安全元素是不夠的，還必須從設(shè)計階段就開始著手，注入到系統(tǒng)中，根據(jù)前一個信息安全生命周期的恢復(fù)情況，對設(shè)計環(huán)節(jié)進行反饋性安全調(diào)整。脫機仿真評價即對整個生產(chǎn)過程進行脫機仿真、評價和優(yōu)化，根據(jù)恢復(fù)、控制和工藝條件，適時進行脫機仿真評價，形成閉環(huán)，并通過措施補償、安全加固等手段，達到持續(xù)改進的目的。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.3智能制造的安全防御系統(tǒng)2.結(jié)構(gòu)安全結(jié)構(gòu)安全包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分領(lǐng)域安全和地區(qū)邊界接入控制安全。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分領(lǐng)域安全是將智能制造企業(yè)的辦公、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)劃分為不同層次，根據(jù)功能和安全需求對車間網(wǎng)絡(luò)進行不同的安全域劃分。當系統(tǒng)受到攻擊時，可以快速地確定故障點，并將危害限制在一定范圍內(nèi)。地區(qū)邊界接入控制安全是利用系統(tǒng)加強、隔離等方法，增強系統(tǒng)抵御內(nèi)外攻擊事件的能力，對系統(tǒng)可能存在的潛在威脅和風(fēng)險采取相應(yīng)的安全措施，例如采用工業(yè)防火墻、工控專用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的隔離網(wǎng)關(guān)、信息傳輸加密或敏感數(shù)據(jù)存儲加密、VPN、應(yīng)用程序白名單保護軟件、鑒別認證等方法，對各個生產(chǎn)地區(qū)的信息安全進行保護。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

12.6物聯(lián)網(wǎng)智能制造安全12.6.3智能制造的安全防御系統(tǒng)3.行為安全行為安全包括反常態(tài)勢分析和入侵反應(yīng)審計追溯。反常態(tài)勢分析是通過對辦公和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量、網(wǎng)絡(luò)日志、行為特征等的分析，實現(xiàn)對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)異常的動態(tài)監(jiān)控預(yù)警，構(gòu)建智能制造的信息安全主動防御系統(tǒng)。入侵反應(yīng)審計追溯是監(jiān)控智能制造系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)層次和功能領(lǐng)域，做到動態(tài)、實時安全檢測與聯(lián)動，待問題等級確認后，啟動相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)機制。應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的要求對網(wǎng)絡(luò)中的通信量進行日志和數(shù)據(jù)保存，以便審計追溯?？傊?，智能制造的安全防御系統(tǒng)將智能制造企業(yè)信息系統(tǒng)劃分為“基本安全”、“結(jié)構(gòu)安全”、“行為安全”三個層次，并對其進行不同安全域的劃分?；诰W(wǎng)絡(luò)層和安全域自身的特點和重要性，制定相應(yīng)的安全防護策略，結(jié)合安全管理與安全運營，建立一個完整的、持續(xù)改進的安全防御系統(tǒng)。第12章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的典型應(yīng)用

本章完

第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用必須面對的問題，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全具有普適性、特殊性的特征和需求。廣闊的市場應(yīng)用前景和豐厚的商業(yè)投資回報，使得各種新技術(shù)都應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全領(lǐng)域中，包括人工智能技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等。13.1人工智能技術(shù)13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新技術(shù)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器，該領(lǐng)域的研究范圍包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大，可以設(shè)想，未來人工智能帶來的科技產(chǎn)品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能可以實現(xiàn)對人的意識、思維過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1人工智能技術(shù)13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述人工智能技術(shù)的一個令人信服的實例，是在圍棋人機對戰(zhàn)的領(lǐng)域中，人工智能已經(jīng)超越了人類。阿爾法圍棋（AlphaGo）是第一個擊敗人類職業(yè)圍棋選手、第一個戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能機器人，由谷歌（Google）旗下DeepMind公司戴密斯·哈薩比斯領(lǐng)銜的團隊研發(fā)，其工作原理是深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)是人工智能的技術(shù)之一，通過學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和表示層次，這些學(xué)習(xí)過程中獲得的信息對諸如文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)的解釋有很大的幫助。它的最終目標是讓機器能夠像人一樣具有學(xué)習(xí)和分析能力，能夠識別文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)是一個復(fù)雜的機器學(xué)習(xí)算法，在語音和圖像識別方面取得的效果，遠遠超過先前的人工智能技術(shù)。2016年3月，AlphaGo與圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石進行圍棋人機大戰(zhàn)，結(jié)果以4比1的總比分獲勝；2016年末至2017年初，該程序在中國棋類網(wǎng)站上以“大師”（Master）為注冊賬號與中日韓數(shù)十位圍棋高手進行快棋對決，連續(xù)60局無一敗績。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述如圖13-1所示，這是2017年5月在中國烏鎮(zhèn)圍棋峰會上世界圍棋冠軍柯潔與AlphaGo對弈的照片，結(jié)果AlphaGo以3比0的總比分獲勝。目前，圍棋界公認阿爾法圍棋的棋力已經(jīng)超過人類職業(yè)圍棋頂尖高手的水平。圖13-1世界圍棋冠軍柯潔與AlphaGo對戰(zhàn)第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述近年來，全球人工智能技術(shù)快速發(fā)展，亞馬遜、谷歌、微軟、騰訊、百度、阿里巴巴等國內(nèi)外科技大企業(yè)、各高校和相關(guān)研究機構(gòu)都在積極搶灘布局人工智能產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)BBC預(yù)計，2020年全球人工智能市場規(guī)模達到了183億美元。人工智能技術(shù)在商用領(lǐng)域的快速發(fā)展必將推動其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用傳播。網(wǎng)絡(luò)空間作為陸、海、空、天傳統(tǒng)軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域外的第五維作戰(zhàn)空間，也期望借助人工智能技術(shù)開發(fā)新一代的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，主動識別物聯(lián)網(wǎng)漏洞，并采取措施預(yù)防或減輕未知的網(wǎng)絡(luò)攻擊。目前，全球人工智能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入快速增長期，為了能夠搶占人工智能技術(shù)的制高點，包括美國、英國、德國、日本、中國在內(nèi)的科技強國均加強了對人工智能技術(shù)的關(guān)注，努力將其上升為國家戰(zhàn)略。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述美國2015年發(fā)布了《國防2045：為國防政策制定者評估未來的安全環(huán)境及影響》報告，指出人工智能是影響未來安全環(huán)境的重要因素；2016年9月，在空、天、網(wǎng)會議上，美國國防部明確了把人工智能和自主化作戰(zhàn)作為兩大技術(shù)支柱，并積極研發(fā)和部署智能型軍事系統(tǒng)，使美軍重新獲得作戰(zhàn)優(yōu)勢并強化常規(guī)威懾：2016年10月，美國政府相繼發(fā)布了《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》兩份文件，推進人工智能產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2017年12月，美國白宮發(fā)布了《國家安全戰(zhàn)略》，其中特別提到人工智能將正式成為美國關(guān)注的重點工程之一，足見五角大樓已將人工智能置于其主導(dǎo)全球軍事大國地位的戰(zhàn)略核心；2018年3月，美國眾議院軍事委員會新興威脅與能力應(yīng)對小組委員會提出了一項關(guān)于人工智能的議案，旨在承認美國對人工智能的依賴，使戰(zhàn)爭發(fā)生革命性的變化，同時也讓美國準備好應(yīng)對這些技術(shù)可能帶來的任何威脅。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述英國2013年就把人工智能及機器人技術(shù)列為國家重點發(fā)展的八大技術(shù)之一；2016年11月，英國政府科學(xué)辦公室發(fā)布了《人工智能對未來決策的機會和影響》報告，描繪出了一個清晰明確而有針對性的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略；2017年1月，英國政府宣布了“現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略”，加大對人工智能的投資和支持；2017年3月，英國新的財政預(yù)算案確定政府將撥出2.7億英鎊用于支持本國大學(xué)和商業(yè)機構(gòu)開展研究和創(chuàng)新，尤其是人工智能技術(shù)。人工智能、5G、智能能源技術(shù)，以及機器人技術(shù)，都已被英國政府列為“脫歐”之后的工業(yè)戰(zhàn)略核心。德國2012年發(fā)布了10項未來高科技戰(zhàn)略計劃，以“智能工廠”為重心的工業(yè)40是其中的重要計劃之一，包括人工智能、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等在內(nèi)的技術(shù)得到大力支持；德國經(jīng)濟部2015年啟動了“智慧數(shù)據(jù)項目”，以千萬歐元的資金資助了13個項目，人工智能也是其中的重點；2016年10月，由德國政府設(shè)立的德國研究與創(chuàng)新專家委員會推出了年度研究報告，建議政府制定機器人戰(zhàn)略。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述日本依托在智能機器人領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位，積極推動人工智能的快速發(fā)展。2015年1月，日本發(fā)布了“機器人新戰(zhàn)略”，先期投入10億日元在東京成立“人工智能研究中心”，集中開發(fā)人工智能相關(guān)技術(shù)；2016年，日本政府制定了高級綜合智能平臺計劃（AP），并發(fā)布了《2016年人工智能戰(zhàn)略研發(fā)目標》，確立日本人工智能的戰(zhàn)略目標和未來發(fā)展方向：2017年，日本政府制定了人工智能產(chǎn)業(yè)化路線圖，加緊推進人工智能和機器人等尖端技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述2017年7月，我國國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將人工智能提升到一個新的高度，其中提出面向2030年我國新一代人工智能發(fā)展的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略目標、重點任務(wù)和保障措施，部署構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，加快建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強國。2018年4月3日，中國高校人工智能人才國際培養(yǎng)計劃啟動儀式在北京大學(xué)舉行。時任教育部國際合作與交流司司長許濤透露，教育部將進一步完善中國高校人工智能學(xué)科體系，在研究設(shè)立人工智能專業(yè)，推動人工智能一級學(xué)科建設(shè)。教育部在研究制定《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，通過科教融合、學(xué)科交叉、進一步提升高校人工智能科技創(chuàng)新能力和人才培養(yǎng)能力。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.1人工智能技術(shù)發(fā)展概述2019年3月21日，教育部印發(fā)了《教育部關(guān)于公布2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》，經(jīng)申報、公示、審核等程序，根據(jù)普通高等學(xué)校專業(yè)設(shè)置與教學(xué)指導(dǎo)委員會評議結(jié)果，并征求有關(guān)部門意見，確定新增審批專業(yè)名單。根據(jù)通知，全國共有35所高校獲首批「人工智能」新專業(yè)建設(shè)資格。2020年2月21日，教育部印發(fā)了《教育部關(guān)于公布2019年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》，在新增備案本科專業(yè)名單中，“人工智能”專業(yè)新增最多。此外，“智能制造工程”“智能建造”“智能醫(yī)學(xué)工程”“智能感知工程”等智能領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)，也同樣是高校的新增備案和新增審批本科專業(yè)名單中的熱門。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)人工智能是一個以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，由計算機、心理學(xué)、哲學(xué)等多學(xué)科交叉融合的交叉學(xué)科、新興學(xué)科，研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)，企圖了解人的智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器。人工智能所涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下：1.機器人機器人（Robot）是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的綜合思考能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。隨著人們對機器人技術(shù)智能化本質(zhì)認識的加深，機器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器人。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作。它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。工業(yè)機器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人；特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人，包括：服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人等。在特種機器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務(wù)機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)2.語音識別語音識別（VoiceRecognition）技術(shù)屬于人工智能方向的一個重要分支，涉及許多學(xué)科，如信號處理、計算機科學(xué)、語言學(xué)、聲學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等，是人機自然交互技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。語音識別較語音合成而言，技術(shù)上要復(fù)雜，但應(yīng)用卻更加廣泛。語音識別技術(shù)的最大優(yōu)勢在于使得人機用戶界面更加自然和容易使用。目前在大詞匯語音識別方面處于領(lǐng)先地位的IBM語音研究小組，就是從20世紀70年代開始進行語音識別研究工作的。AT&T的貝爾研究所也開始了一系列有關(guān)非特定人語音識別的實驗。這一研究歷經(jīng)10年，其成果是確立了如何制作用于非特定人語音識別的標準模板的方法。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)語音識別所取得的重大進展包括：⑴隱馬爾可夫模型（HMM）技術(shù)的成熟和不斷完善成為語音識別的主流方法。⑵以知識為基礎(chǔ)的語音識別的研究日益受到重視。在進行連續(xù)語音識別的時候，除了識別聲學(xué)信息外，更多地利用各種語言知識，諸如構(gòu)詞、句法、語義、對話背景方面等的知識來幫助進一步對語音作出識別和理解。同時在語音識別研究領(lǐng)域，還產(chǎn)生了基于統(tǒng)計概率的語言模型。⑶人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在語音識別中的應(yīng)用研究的興起。在這些研究中，大部分采用基于反向傳播算法（BP算法）的多層感知網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有區(qū)分復(fù)雜的分類邊界的能力，顯然它十分有助于模式劃分。特別是在電話語音識別方面，由于其具有廣泛的應(yīng)用前景，成為了當前語音識別應(yīng)用的一個熱點。另外，面向個人用途的連續(xù)語音識別技術(shù)也日趨完善。這方面，最具代表性的是IBM公司的ViaVoice和Dragon公司的DragonDictate系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有說話人自適應(yīng)能力，新用戶不需要對全部詞匯進行訓(xùn)練，便可在使用中不斷提高識別率。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)3.圖像識別圖像識別（imageidentification）是指利用計算機對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標和對象的技術(shù)，是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的一種實踐應(yīng)用。目前，圖像識別技術(shù)一般分為人臉識別與商品識別兩大類。人臉識別主要運用在安全檢查、身份核驗與移動支付中；商品識別主要運用在商品流通過程中，特別是無人貨架、智能零售柜等無人零售領(lǐng)域。圖像的傳統(tǒng)識別流程分為四個步驟：圖像采集→圖像預(yù)處理→特征提取→圖像識別。圖像識別軟件國外的代表是康耐視，國內(nèi)的代表包括圖智能、海深科技等。另外，在地理學(xué)中圖像識別是指將遙感圖像進行分類的技術(shù)。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)圖像識別是人工智能的一個重要領(lǐng)域。為了編制模擬人類圖像識別活動的計算機程序，人們提出了多種不同的圖像識別模型。例如模板匹配模型，這個模型認為，識別某個圖像，必須在過去的經(jīng)驗中有這個圖像的記憶模式，又叫模板。當前的刺激如果能與大腦中的模板相匹配，這個圖像也就被識別了。例如有一個字母A，如果在計算機中有個A模板，字母A的大小、方位、形狀都與這個A模板完全一致，字母A就被識別了。這個模型簡單明了，也容易得到實際應(yīng)用。但這種模型強調(diào)圖像必須與腦中的模板完全符合才能加以識別，而事實上人不僅能識別與腦中的模板完全一致的圖像，也能識別與模板不完全一致的圖像。例如，人們不僅能識別某一個具體的字母A，也能識別印刷體的、手寫體的、方向不正、大小不同的各種字母A。同時，人能識別的圖像是大量的，如果所識別的每一個圖像在腦中都有一個相應(yīng)的模板，也是不可能的。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)為了解決模板匹配模型存在的問題，由德國3位心理學(xué)家韋特海默、苛勒和考夫卡創(chuàng)立的格式塔心理學(xué)理論又提出了一個原型匹配模型。這種模型認為，在長時記憶中存儲的并不是所要識別的無數(shù)個模板，而是圖像的某些“相似性”。從圖像中抽象出來的“相似性”就可作為原型，拿它來檢驗所要識別的圖像。如果能找到一個相似的原型，這個圖像也就被識別了。這種模型從神經(jīng)上和記憶探尋的過程上來看，都比模板匹配模型更適宜，而且還能說明對一些不規(guī)則的，但某些方面與原型相似的圖像的識別。但是，這種模型沒有說明人是怎樣對相似的刺激進行辨別和加工的，它也難以在計算機程序中得到實現(xiàn)。因此又有人提出了一個更復(fù)雜的匹配模型，即“泛魔”識別模型。在工業(yè)應(yīng)用中，一般采用工業(yè)相機拍攝圖片，然后利用軟件根據(jù)圖片灰階差做處理后識別出有用信息。在人工智能中圖像識別技術(shù)具有智能化、便捷化以及實用性的優(yōu)勢，為人們的生活與工作帶來極大的便利。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)4.自然語言處理自然語言處理（NaturalLanguageProcessing，NLP）是計算機科學(xué)領(lǐng)域與人工智能領(lǐng)域中的一個重要研究方向。它研究能實現(xiàn)人與計算機之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方法。自然語言處理是一門融語言學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)于一體的科學(xué)。因此，這一領(lǐng)域的研究涉及自然語言，即人們?nèi)粘Ｊ褂玫恼Z言，所以它與語言學(xué)的研究有著密切的聯(lián)系，但又有重要的區(qū)別。自然語言處理并不是一般地研究自然語言，而在于研制能有效地實現(xiàn)自然語言通信的計算機系統(tǒng)，特別是其中的軟件系統(tǒng)。因而它是計算機科學(xué)的一部分。自然語言處理主要應(yīng)用于機器翻譯、輿情監(jiān)測、自動摘要、觀點提取、文本分類、問題回答、文本語義對比、語音識別、文字識別等方面。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)自然語言處理技術(shù)主要研究以下內(nèi)容：①信息抽取信息抽取是將嵌入在文本中的非結(jié)構(gòu)化信息提取并轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的過程，從自然語言構(gòu)成的語料中提取出命名實體之間的關(guān)系，是一種基于命名實體識別更深層次的研究。信息抽取的主要過程有三步：首先對非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進行自動化處理，其次是針對性的抽取文本信息，最后對抽取的信息進行結(jié)構(gòu)化表示。信息抽取最基本的工作是命名實體識別，而核心在于對實體關(guān)系的抽取。②自動文摘自動文摘是利用計算機按照某一規(guī)則自動地對文本信息進行提取、集合成簡短摘要的一種信息壓縮技術(shù)，旨在實現(xiàn)兩個目標：首先使語言的簡短，其次要保留重要信息。第13章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全新技術(shù)

13.1.2人工智能的關(guān)鍵技術(shù)自然語言處理技術(shù)主要研究以下內(nèi)容：③語音識別技術(shù)語音識別技術(shù)就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的技術(shù)，也就是