物联网安全与隐私保护

物联网安全与隐私保护
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桂小林 (作者)

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(1)深入分析专业内涵。本书系统深入地分析了物联网工程的专业内涵,以及物联网安全与隐私保护的知识领域与知识单元,可使读者科学合理地开展物联网安全与隐私保护技术体系学习。
(2)构建系统知识架构。本书依据物联网技术体系与产业发展的特点,构建了系统知识架构,可帮助读者全面提升对物联网安全与隐私保护技术的“认知”“理解”与“实践”能力。
(3)分层解读逐步深入。本书基于分层解读思想,采用由总及层、由浅入深的描述方法,系统地论述了物联网安全与隐私保护的技术内涵、体系结构和关键技术。内容丰富,叙述清楚,难易适度。
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内容摘要

本书从物联网的安全需求出发,参照物联网工程专业规范与国家标准要求,深入浅出地阐述了物联网安全与隐私保护的技术内涵、体系架构、关键技术,涵盖物联网感知安全、物联网数据安全、物联网接入安全、物联网系统安全与物联网隐私保护等诸多内容。通过学习上述内容,读者可以强化自己对物联网安全与隐私保护技术的“认知”“理解”以及“实践”。
本书可作为普通高等院校物联网工程、计算机科学与技术、信息安全、网络工程等专业的“物联网信息安全”“网络与信息安全”“物联网安全与隐私保护”等课程的教材,也可作为网络工程师、信息安全工程师、计算机工程师、物联网工程师、网络安全用户以及互联网爱好者的学习参考用书或培训教材。

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目录

第1章 物联网安全体系 1
1.1 物联网的概念与特征 2
1.1.1 物联网的概念 2
1.1.2 物联网的体系结构 3
1.1.3 物联网的特征 5
1.1.4 物联网的起源与发展 6
1.2 物联网安全问题分析 10
1.2.1 物联网的安全问题 10
1.2.2 物联网的安全特征 11
1.2.3 物联网的安全现状 12
1.3 物联网的安全体系 12
1.3.1 信息安全的概念 12
1.3.2 信息安全的常用技术 13
1.3.3 面向需求的物联网安全体系 14
1.3.4 面向系统的物联网安全体系 16
1.4 本章小结 16
1.5 习题 17

第2章 物联网感知安全 19
2.1 物联网感知层安全概述 20
2.1.1 物联网感知层的安全威胁 20
2.1.2 物联网感知层的安全机制 21
2.2 物联网的RFID安全分析 21
2.2.1 RFID的起源与发展 21
2.2.2 RFID的核心技术 22
2.2.3 RFID的安全问题 24
2.2.4 RFID的隐私问题 25
2.3 RFID的安全机制 25
2.3.1 RFID的物理安全机制 26
2.3.2 RFID的逻辑安全机制 27
2.3.3 RFID的综合安全机制 29
2.4 基于Hash的RFID安全认证协议 30
2.4.1 Hash函数 30
2.4.2 消息摘要 32
2.4.3 RFID安全认证协议 38
2.5 摄像头的安全与隐私机制 44
2.5.1 物联网摄像头风险分析 44
2.5.2 物联网摄像头安全措施 45
2.6 二维码的安全与隐私机制 46
2.7 本章小结 47
2.8 习题 47

第3章 物联网数据安全 49
3.1 物联网数据安全概述 50
3.1.1 物联网数据安全的概念 50
3.1.2 物联网数据安全的特点 50
3.2 密码学的基本概念 51
3.2.1 密码学的发展历史 51
3.2.2 数据加密模型 52
3.2.3 密码体制 53
3.2.4 密码攻击方法 54
3.3 置换和替换 55
3.3.1 Skytale加密法 55
3.3.2 栅栏密码加密法 56
3.3.3 平移置换加密法 56
3.3.4 列置换加密法 57
3.3.5 双重换位加密法 59
3.3.6 旋转方格加密法 60
3.4 数据加密标准加解密算法 62
3.4.1 DES加密算法原理 62
3.4.2 DES的安全性 68
3.5 RSA加解密算法 69
3.5.1 RSA算法原理 70
3.5.2 RSA加解密算法过程 72
3.5.3 RSA算法应用 73
3.5.4 RSA加解密算法的安全性 74
3.6 可计算加密算法 75
3.6.1 支持密文模糊检索的加密算法 76
3.6.2 支持密文计算的同态加密算法 77
3.7 本章小结 78
3.8 习题 78

第4章 物联网接入安全 79
4.1 信任与信任管理 80
4.1.1 信任的分类 80
4.1.2 信任的属性 81
4.1.3 信任管理 82
4.1.4 动态信任管理 84
4.1.5 信任评价与计算 84
4.2 身份认证 87
4.2.1 身份认证的概念 88
4.2.2 身份认证的基本功能和要求 88
4.2.3 身份认证的主要方式 89
4.2.4 身份认证面临的安全威胁 92
4.3 面向手机的身份认证技术 93
4.3.1 手机身份认证技术的发展 93
4.3.2 常见手机身份认证技术的原理 94
4.4 访问控制 101
4.4.1 访问控制的基本概念 101
4.4.2 访问控制的分类 104
4.4.3 访问控制的基本原则 107
4.4.4 BLP访问控制 108
4.4.5 基于角色的访问控制 109
4.4.6 基于信任评估的动态访问控制 111
4.4.7 基于信任关系的动态服务授权 114
4.5 本章小结 116
4.6 习题 116

第5章 物联网系统安全 117
5.1 物联网系统的安全威胁 118
5.1.1 恶意攻击的概念 118
5.1.2 恶意攻击的分类 118
5.1.3 恶意软件 120
5.2 病毒攻击 121
5.2.1 计算机病毒的定义与特征 121
5.2.2 病毒攻击原理分析 123
5.2.3 木马的发展与分类 124
5.2.4 木马攻击原理 127
5.3 入侵检测 129
5.3.1 入侵检测的概念 130
5.3.2 入侵检测系统 130
5.3.3 入侵检测方法 133
5.3.4 蜜罐和蜜网 134
5.3.5 恶意软件检测 137
5.4 攻击防护 138
5.4.1 防火墙 138
5.4.2 病毒查杀 143
5.4.3 云安全体系架构 145
5.4.4 沙箱工具 149
5.5 区块链与可信监管 150
5.5.1 区块链的产生与发展 150
5.5.2 区块链的概念 150
5.5.3 区块链的共识机制 151
5.5.4 基于区块链的可信监管 152
5.6 本章小结 153
5.7 习题 154

第6章 物联网隐私保护 155
6.1 隐私度量 156
6.1.1 隐私的概念 156
6.1.2 隐私与安全 157
6.1.3 隐私度量 158
6.1.4 隐私保护技术分类 159
6.2 数据库隐私保护 160
6.2.1 数据库的隐私威胁模型 160
6.2.2 数据库的隐私保护技术 161
6.3 位置隐私保护的概念与结构 170
6.3.1 位置与位置服务 170
6.3.2 位置隐私保护结构 173
6.4 位置隐私保护技术 175
6.4.1 基于干扰的位置隐私保护技术 176
6.4.2 基于泛化的位置隐私保护技术 177
6.4.3 基于模糊法的位置隐私保护技术 180
6.4.4 基于加密的位置隐私保护技术 181
6.4.5 位置隐私攻击模型 182
6.5 轨迹隐私保护 183
6.5.1 轨迹隐私的度量 183
6.5.2 轨迹隐私保护场景 184
6.5.3 轨迹隐私保护技术分类 185
6.5.4 基于语义的轨迹隐私保护方法 187
6.6 基于差分隐私的数据发布 193
6.6.1 差分隐私的概念 193
6.6.2 差分隐私保护模型 196
6.6.3 差分隐私数据发布机制 197
6.6.4 数据发布面临的挑战 199
6.7 本章小结 199
6.8 习题 200

参考文献 201

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作者介绍

桂小林
教授,博士生导师。教育部新世纪优秀人才,陕西省“三秦人才”。陕西省计算机网络重点实验室主任,西安交通大学计算机教学实验中心主任,计算机网络与信息安全方向责任教授,教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会秘书长。荣获2018年高等教育国家级教学成果奖一等奖,出版专著与教材共计10余部,发表学术论文120余篇。

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