對基于云的智能家居系統結構進行了概述和介紹，從設備、通信、應用、用戶等方面對智能家居安全問題的根源進行了深入的分析和研究，并對解決相關安全問題的方法進行了探討，回顧了現有的解決方案和存在的不足，指出了解決安全問題需要克服的技術難點。
01
根據目前智能家居的研究現狀及發展趨勢，提出對未來研究的熱點
1、智能家居系統架構
在系統中，設備是由不同的供應商使用不同的通信協議和標準開發的，這些供應商之間需要相互協作；系統需要通過集中收集設備產生的大量數據，以便進行進一步分析和處理，這就要求有較強的處理能力，并有足夠的存儲空間。
但大多數物聯網設備的存儲和計算能力都受到限制，為解決異構和資源不足的問題，研究者提出了一種基于云計算的解決方案。云存儲空間是無限的，而且非常便宜，并且具有很強的處理能力，它不僅需要足夠的資源來收集、處理和存儲在智能家庭環境中生成的數據，還需要滿足實時響應的高動態特性。通過將數據存儲在一起，多個服務可以共享數據。
展示了一個基于云計算的智能住宅系統的典型體系結構。該體系結構包括傳感層、網絡層和服務層。感應器層負責數據收集，包括使用一系列物理設備，但是感應器本身的資源非常有限。網格層負責將收集到的數據傳遞給管理人員，或用于其他應用。智能家庭中，各設備之間獨立運行，并利用本地網絡進行通信。
以家庭網關為接入點，實現對智能家庭用戶的遠程監控、控制和管理。此外，家庭網關可以被聚合為一個聚合點，在特定時間段或特定時間間隔內聚合數據，并通過向云服務器轉發設備信息。但網關的存儲和計算能力也是有限的。
服務層的主要作用是提供服務，而云服務器負責處理收到的數據，并將經過處理的數據發送給相應的服務層，服務層使用這些數據為用戶服務。云服務器通常屬于物聯網制造商，他們為平臺提供訪問點，而應用程序則通過這些訪問點與家庭設備交互。
將智能家居設備產生的大量數據上傳到社交網站，必然會給用戶帶來巨大的隱私威脅。此外，云服務通常是針對一大群客戶而非特定用戶開發的，因此，數據泄露的可能性更大。盡管云計算的應用推動了智能家居的普及，但是如何對用戶數據的安全和隱私進行保護是智能家居行業進一步發展需要解決的關鍵問題。
2、通信協議
智能化住宅的物聯網設備主要采用的是無線通信方式。智能家庭常用的無線通信標準。但研究發現，這些無線協議本身也有其自身的弱點，即通過不安全的無線信道傳輸的數據可能會被攔截、竊聽或修改。
一種廣泛應用于智能家庭的無線通信技術，其安全性依賴于密鑰保密。然而，默認鏈路密鑰的使用給密鑰的機密性帶來了極大的風險，使得黑客可以通過網絡外部嗅探出密鑰，從而對密鑰進行截取。
通信技術已經發展成為智能家居環境中實用的通信標準。盡管無線通信技術具有一系列旨在保護通信機密和完整性的安全特性，但其協議的性質和設計仍使其在某種程度上更易遭受由通信流分析攻擊而導致的隱私泄露威脅。在攻城戰中，攻城者可以通過網絡的安全設置，截獲并刪除從智能設備到中心、智能手機或云的通信。
即使在安全加密的情況下，黑客也能通過竊聽家庭傳感器的無線傳輸來判斷用戶的行為。此外，通過竊聽加密通信，黑客可以推斷出被智能設備訪問的站點。研究人員進行了一系列的實驗，以研究信息泄露的內在缺陷。結果表明，該協議中的安全機制無法有效地抵抗信息泄露攻擊。
3、用戶
在智能家庭中，除了系統設計上存在設備漏洞和安全漏洞外，用戶安全意識薄弱也會帶來安全威脅和隱私泄露。現在，大多數智能設備既沒有鍵入密碼的鍵盤，也沒有在屏幕上顯示隨機“配對代碼”，這使得用戶放棄了使用強密碼，而選擇使用默認密碼，從而使得黑客有機會訪問智能設備。
雖然智能家庭安全問題應該由廠商在設備和系統級別上解決，但用戶也有責任保護自己免受安全威脅。除了由于黑客行為而導致的個人數據泄露之外，用戶數據也可以被非法收集和未經授權共享。隨著連接設備和可穿戴設備的流行，以及對數據共享的需求不斷增長，用戶應充分了解安全和隱私保護，防止隱私泄露和數據被盜。
02
由于智能設備資源有限的特點，這些安全機制的實現存在很大的不確定性
1、驗證方法
為防止非法使用設備和系統，在智能家庭環境中，必須進行認證。它的主要目的是驗證設備用戶的身份，防止非法用戶操縱智能家居設備。驗證包括對云服務、移動接口和設備進行本地管理會話驗證 。尤其是那些連接到因特網并允許第三方操作和控制的設備 ，需要強大的認證和授權控制機制 。
雖然提出了許多認證方案，但其中大多數都會帶來巨大的開銷。因為 智能家居系統通常包含各種各樣的設備，并且資源有限，因此需要設計輕量級和高效的認證方法來保證其安全 。
2、入侵防御
智能家居安全涉及多個方面，任何一個環節出了問題，都會給用戶帶來無法預料的安全隱患。目前，研究人員已經提出了許多針對智能住宅系統的測試框架、安全評估模型和入侵防御系統 。
建議了一種有助于從安全、隱私和資源管理角度為設備管理提供幫助的風險評估架構，以確保智能家居環境中的用戶的風險得到良好管理。提出了一種基于網絡化本體、軟硬件一體化、網絡化、環境故障診斷的智能家居異常管理框架。
在推理程序的基礎上，推導出具體的上下文異常，并采取相應的措施使系統恢復到正常的運行狀態。建立一個智能家居設備的內部安全框架，采用自檢和訪問控制技術來提供安全服務，確保設備的認證、數據的完整性和可用性，并防止安全威脅，如數據修改、泄露和代碼偽造 。
結語：
智能化住宅讓我們的生活比以往任何時候都更舒適、更方便，而且越來越受歡迎 。但是，部署智能家居可能對個人信息和家庭隱私造成潛在安全威脅。介紹了智能家居的現狀及發展趨勢，從設備、通信、應用、用戶等角度出發，詳細研究了智能家居中的安全問題，并給出了相應的解決方案，并指出了進一步研究的方向。
(文章來源：奀Y居家小妙招 侵刪)
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