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物联网安全传输系统

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更新时间：2022-03-11 16:49:56浏览次数：201次

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产品简介

1 概述1.1 背景在互联网时代的发展下，现如今已经快速跨入了物联网时代

详细介绍

1 概述

1.1 背景

在互联网时代的发展下，现如今已经快速跨入了物联网时代。而物联网就是“物物相连的互联网"。物联网的核心和基础仍然是互联网，是通过互联网进行延伸和扩展后的网络，因此，网络安全防护的形势依然严峻异常。任何能够连接互联网的设备都潜藏着安全漏洞，而且随着物联网的设备增加，会造就大量的僵尸网络存在，以此为攻击提供了便捷有利的条件。

运用和推广物联网技术，一方面能够将社会运行效率和经济运行效率显著提高，另一方面也会对公民隐私保护和信息安全提出严峻的挑战。所以，加强物联网网络安全防护势在必行，应该做到未雨绸缪、趋利避害，力争让物联网真正成为一个可信任、安全、开放的网络。

1.2 技术思路

在物联网感知设备端，提供物联网安全模块，将其串接在网络中，对物联网感知设备的数据进行加密，从源头保障数据安全；
在物联网管理平台的出入口出，配置物联网安全网关，提供物联网通信数据的加解密功能，并能够对物联网管理平台的网络进行安全防护；
在物联网管理平台的网络中，部署密钥管理系统，科学、安全地解决各类终端、各级系统之间的密钥产生与分发、身份认证等安全需求。

2 系统架构

物联网安全传输系统，主要由物联网安全模块、物联网安全网关和密钥管理服务器三部分组成。其主要组成结构如下图所示：

安全模块，串接在临近物联网感知设备的网络中，能够对感知设备的通信数据进行加密，并保护感知设备不收非法攻击的侵害，亦能防止感知设备被非法替换。

物联网安全网关，部署于物联网管理平台的网络边界处，对进出流量进行加密和解密，并可防止非法流量通过。

密钥管理服务器，部署于物联网管理平台的内部网络中，对安全网关和安全模块提供密钥管理功能，包括初始密钥的生成，密钥的分发、更新、归档，以及基于密钥的身份认证等功能。

3 功能与性能

3.1 主要功能

功能模块	功能描述
密码算法	支持国产标准SM2、SM3、SM4密码算法；支持国际标准AES、SHA1、SHA2系列算法；支持基于SM2、SM3算法的密钥管理与身份认证。
数据加密	采用国密标准协议格式进行数据的加密传输；支持物联网业务数据、控制数据、管理数据的加密传输；支持加密数据的抗重放攻击；支持加密密钥的自动协商；支持路由模式和透明模式两种接入模式。
攻击防护	具备硬件绑定功能，防止物联网感知设备和通信数据被非法替换；仅允许已终端访问感知设备和物联网管理平台；支持对不同终端的管理和访问权限进行控制；支持包过滤功能，支持基于源IP地址、目标IP地址、源端口、目标端口、协议类型实现网络数据包过滤；具备针对SYN FLOOD、PING FLOOD、TCP FLOOD、UDP FLOOD等攻击的防护功能。
身份认证	支持基于国密SM2、SM3算法的密钥管理与身份认证；支持签名密钥和加密密钥的双密钥认证，提升系统整体安全性；未经认证的摄像头、安全模块、安全网关，无法接入系统进行正常工作。
安全与易用性	支持NAT网络环境；支持静态路由和策略路由；支持多因素身份认证；支持IP-MAC地址绑定；系统具有基本的自防护功能，并采用安全增强的操作系统。
配置管理	支持Web界面管理和终端命令行管理；支持多种时间同步方式；支持常用命令调试工具；支持系统资源监控；支持系统升级、配置备份与还原、恢复出厂等功能。
日志管理	支持记录用户操作日志、系统日志和安全日志；支持实时记录系统的用户状态与加密通信状态，并提供数据库查询方式；支持SYSLOG日志格式，支持向日志服务器传送日志信息。

3.2 性能参数

安全模块的主要性能参数如下：

编号	型号	吞吐率
1	M1010	15~20Mbps

安全网关的主要性能参数如下：

编号	型号	吞吐率
1	GW2010	100Mbps
2	GW2020	200Mbps
3	GW2040	400Mbps

密钥管理服务器的主要性能参数如下：

编号	型号	支持的密钥对数量
1	KMS3010	200
2	KMS3020	500

3.3 其他参数

名称	安全模块	安全网关密钥管理服务器
接口	2个100Mbps自适应以太网接口； 1个电源接口。	5个100/1000Mbps自适应以太网接口； 1个100/1000Mbps自适应以太网管理接口； 1个RJ45串口； 1个USB接口； 1个电源接口。
可靠性	MTBF>2 万小时。	MTBF>2 万小时。
电气特性	工作电压：5V±25％；功耗：<8W。	工作电压：220V±25％、50HZ；功耗：<80W。
环境参数	工作温度：-20℃~50℃；存储温度：-30℃～60℃。	工作温度：-5℃~50℃；存储温度：-15℃～60℃。

4 系统特点

（1）终端适应性强，部署灵活

支持各种不同的物联网感知、采集设备，提供轻量级的物联网安全模块，可采用透明方式轻松接入网络，部署简单、灵活。

（2）无感知加密传输，无需改变原有网络结构

物联网安全模块和安全网关，均支持透明方式接入网络，可对物联网通信数据进行无感知加密解密，且无需改变现有网络结构，即可实现对整个物联网系统的加密和安全防护。

（3）支持国密算法和国密标准，兼容国际算法

系统中的安全加密传输，支持国密的SM2、SM3、SM4等算法，并采用符合国密标准的身份认证、密钥管理、加密解决方案，保证整个系统的合规性和安全性。同时，兼容国际标准的AES、SHA1、SHA2等国际算法，能满足各种应用场景的不同需求。

5 典型应用

物联网安全传输系统，可用于视频监控网络、视频会议、交通信号控制等系统中。下面以视频监控系统为例，采用物联网安全传输系统，对视频监控网络的摄像机、视频管理中心和网络通信进行安全防护与加固。

物联网安全传输系统，一般需结合用户现有的视频监控网络情况进行部署。系统支持在同一局域网内、不同网络之间（类似互联网），采用透明模式和路由模式部署。不同网络环境中的常见部署方式如下：

透明模式部署

常见的视频监控网络结构如下图所示：

图中，视频服务器位于172.168.1.0/24网段，摄像机处于192.168.1.0/24网段，两个网段采用路由器连接。视频服务器和摄像机可以相互访问。

针对以上用户的网络拓扑情况，现提出采用透明模式部署的安全传输解决方案，其网络部署图如下图所示：

在该部署模式中，安全网关透明串接在视频管理中心路由器的左侧，需分配一个192.168.1.0/24网段的独立IP地址，用于设备管理、密钥管理和身份认证；安全模块透明串接在摄像头后的网络中，并需分配与摄像头相同网段的独立IP地址，该IP地址用于安全模块的设备管理、密钥管理和身份认证；在视频管理中心，还需要部署密钥管理服务器，用于视频安全系统的密钥管理与身份认证。

采用透明模式的适应性较强，不需要改变用户的现有网络结构，支持摄像机和视频服务器位于同一局域、不同网段的局域网或互联网，也支持NAT网络等多种网络环境，可对视频数据进行无感知加密解密，实现对整个视频系统的加密和安全防护。