前言:我们精心挑选了数篇优质智能家居调查报告文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
作为智能家居行业的导航者,目前索博的产品有一半以上供应国内市场,另一半产品远销欧美、东南亚、澳大利亚等70多个国家和地区,生产包括EON3、S-10、PLC-BUS在内的五十多个品牌的智能家居产品。
索博智能(天津)生产基地,拥有国际先进的研发设备和测试仪器。一流的开发环境,为科技人员提供了精良的研发平台。研发有二十三大类,上百种国际标准的智能家居系列产品,各项指标均通过欧洲联盟CE认证,并拥有300多项自主知识产权。
索博公司自成立以来,得到了行业及用户的肯定。在2003年,深圳“住交会”上被评为“全国智能楼宇优秀企业”20强之一。在2004年,上海“住交会”上被评为“中国智能家居十大品牌”榜首,并被中国轻工局质量保障中心评定为“质量、信誉双保障示范单位”,并受到央视、东方电视台、千家网、中国智能家居营销商务联盟网等媒体多次采访报道,受到各界的一致好评。索博肩负推动国内智能家居市场健康发展的历史使命,愿跟同行业兄弟企业共同为推动国内智能家居的建设与发展作出微薄贡献。
索博目前已致力于PLC-BUS(电力线通信总线技术)在中国的推广与应用。电力线通信总线技术(PLC-BUS)是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术,它主要利用已有的电力线来实现对家用电器及办公设备的智能控制。
关键词:智能家居;身份验证;数据加密;数字签名
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)17-0179-03
Abstract: Smart home as the current hot IOT applications, we are looking forward to it brings intelligent life. At the same time, it should be aware of its potential security risks. The main purpose of this paper is to research on the security scheme of smart home system. In the user authentication, using the double factor authentication mode based on the Device MAC and dynamic password, combined with digital signature technology, to prevent the intrusion of illegal users. After the authentication is passed, the system assigns permissions for each role. In the data transmission of different security levels, using different encryption schemes to protect the security of data communication in smart home system. In the home system, each security module of the program design, they are interrelated and mutually cooperate. Theoretically, this strategy to meet the needs of home security.
Key words: smart home; authentication; data encryption; digital signature
在这个信息化、数据化的互联网通信大时代,物联网正以各种形式出现在我们日常生活中的各个方面,正逐渐改变我们生活和工作方式[1]。物联网通俗点理解就是互联网基础上形成的物物相连的网络,是指通过在物体内嵌入感应芯片,采用RFID射频技术,无线传感技术,红外感应技术和跟踪定位技术,将这物体与互联网连接,实现对物体信息的实时采集、处理、传输和监控管理等功能。
智能家居作为物联网的一个重要应用,目前各大IT界巨头,家电大佬们纷纷涉足,展开了一场家居市场的争夺战,由此可见,智能家居的前景是十分可观的。智能家居实际上是以家居环境为基础,通过物物相连的无线传感网络来管理我们的衣食住行,实现人们家居生活的智能化、安全化和时尚化。我们可以想象:在未来的某一天,当你下班回到家里,随着智能门禁系统的安全开启,家里的灯光缓缓点亮,空调、热水器根据你的体温自动控温,背景音乐缓缓响起,一个控制器或者一部手机就可以操控家中所有的电器[2]。而当你在外工作时,你也可以打开手机或者电脑远程查看家居环境,操控家里的电器设备……这样的生活正是智能家居正在努力实现的方向。
当人们沉浸在对智能家居生活的美好设想中时,它所存在的安全隐患却给人们当头一棒。不久前,苹果公司固若金汤的IOS系统深陷XcodeGhost感染门事件后,这就不得不引发我们对智能家居系统的担忧。根据惠普的调查报告,十大著名的智能家居产品存在不同的250个安全隐患。令人震惊的是,在黑帽子安全大会上,黑客轻松的破解了Nest恒温器的安全防范,使恒温器变成了可以掌握家居一切动向的“监视器”。而英国早前就曝出了被攻击的家庭摄像头泄漏用户隐私数据的事件[3]。智能家居出现的这一系列的安全问题,引发人们思考:我们该怎样对待智能家居?或许智能家居的未来,亟待解决的是如何加强安全性这一课题。
1 智能家居系统架构的分析
目前,智能家居大多采用ZigBee无线传感网络实现家居与互联网连接,实现实时数据共享。ZigBee是普遍认为安全性能很好的低功耗协议,被定义为一种基于自动化控制的无线数传技术[4]。本系统的设计方案中,主要采用基于ZigBee无线传感网络来采集智能家居的环境信息,系统整体架构如图1所示。
整个智能家居系统主要由ZigBee无线传感网络、智能网关和远程终端控制平台三大部分组成。其中,ZigBee无线传感网络和智能网关是智能家居的硬件平台,所有家居数据的采集、处理和传输都由它们实现。ZigBee无线网络主要由协调器、路由器和终端节点组成,其中协调器是网络中的核心设备,负责整个无线传感网络的组建、配置、管理和维护;路由器负责数据包的转发,并执行最佳的路由策略;终端设备主要负责数据的采集和传输[5]。在家居的硬件平台中,智能网关是系统中最核心的设备,不仅负责控制ZigBee无线网络的正常工作,完成信息传输和指令控制;还要控制与Internet连接,实现与远程终端设备的数据实时传输、指令的接收与实现等操作。智能网关作为家居系统的核心部件,是实现ZigBee无线传感网络与互联网连接的中间桥梁。
2 智能家居的安全性模型分析
智能家居系统目前大多采用Linux、Android系统,由于其系统的开放性,存在很多难以预料的安全隐患。智能家居根据组网的方式不同,采用的设备、协议的标准不一,也会出现一些安全隐患。本文主要将系统划分成家居环境模块、数据模块和控制指令三个安全模块进行结构分析,如图2所示。
2.1家居环境的安全性
智能家居负责管控人们家居生活的各种电器和智能门禁系统,相当家庭智能化的大管家。目前智能家居行业缺乏一个统一的行业安全标准,大多数智能家居生产厂商的产品安全性能不够强,暴露出诸多的硬件设备的安全隐患。如果黑客或不法分子对设备硬件的漏洞遭进行攻击,获得了家居的控制权的话,后果是不堪设想的。家居的安防系统一旦被破解,智能家居相当于是“大门敞开”的,人们的生命财产都将受到严重的威胁,这是不容忽视的。
2.2 数据的安全性
数据是信息的一种表现形式。在任何通信系统的设计中,都必须强调数据的安全性。在智能家居通信中,采集和上传的数据是有关用户家居和用户身份的重要信息,因此,保障数据的安全性显得尤为重要。在整个智能家居系统中,数据的安全性包括用户的账户信息、隐私数据和普通数据这三个部分。
2.2.1 用户登录账户的安全性
用户的账户信息是识别用户身份的重要凭证,也是用户登录家居系统的一把关键“钥匙”。首先,在家居系统中,需要合法用户进行身份信息的注册,系统会依据用户的身份级别,给每个合法用户分配相应的系统操作权限。用户身份界别越高,获得的管理权限就越高。因此,在系统中,用户的账户信息是至关重要的。一旦高级别账户的密码信息泄露,对整个系统的危害是相当大的。因此,在智能家居系统中,必须要保证每一个用户的账户信息的安全,防止非法用户登录系统。
2.2.2 通信数据的安全性
在这个IT化的大时代,数据的安全或更胜于金钱,这是由数据的具体价值来决定的。在智能家居系统中,数据是用户信息的具体体现,由ZigBee模块收集上传的数据都是家居中的隐私数据,关系到家居信息或者用户的各种隐私信息,这也是黑客用尽手段想要窃取的“肥肉”。在通信过程中的数据需要进行适当的变换处理,让攻击者无法知晓其真实含义。
2.3 控制指令的安全性
在整个智能家居系统中,用户可以通过远程终端或者内网设备进行访问或者控制。在内网控制时,由于ZigBee网络本身的安全性,指令传输的安全有一定的保障。而在外网的远程终端进行指令控制时,由于Internet的开放性,就会遭受到诸多的攻击,因此,在指令传输过程中的安全亟待解决。
3 智能家居系统安全性方案设计
在智能家居系统中,将由外及内采取一系列的安全机制,确保整个通信过程的安全性。首先,在用户使用系统之前,终端设备登录环节需进行身份合法性的验证。在用户成功登录后,实行级别化“角色-权限”模式,即根据该用户的角色级别,为其开放对应的功能权限。在数据传输过程中,根据数据的隐私级别,采用不同的加密方式,确保重要数据的安全性。智能家居系统安全方案如图3所示。
3.1 身份验证环节
在用户设备登录系统之前,需要进行设备身份验证,在这个环节中,主要采用基于双因子认证模式,结合数字签名技术,防止非法用户的入侵。所谓双因子认证模式,即采用“设备MAC地址+动态口令”机制。整个身份验证的过程包括两部分:设备首次注册和设备登录验证。
3.1.1 设备首次注册
用户终端设备第一次登录智能家居系统之前,需要在智能网关上进行设备的首次注册,通过家居主人的许可,将设备的原始MAC设备编号存储在智能家居后台的数据库中,根据主人确认并设置的角色,为其分配相应的系统操作权限。同时,在用户终端设备上安装动态口令校验软件。
3.1.2 设备登录验证
当设备首次注册完成后,再次登录系统将会实行身份验证。用户设备验证时,智能网关和用户设备之间的信息传输均采用单向散列函数进行加密处理。单向散列函数的安全性在于其产生散列值的操作过程具有较强的单向性。并使用数字签名技术对账户信息进行签名,确保身份验证过程中登录信息的完整性和安全性。设备身份验证过程如图4所示。
(1)用户终端设备首先需要向智能网关发送身份验证的请求,智能网关收到请求后,做出响应,开放认证系统。
(2)用户将本设备的MAC编号使用MD5算法生成MAC摘要,并对数据的真实性进行签名,攻击方无法伪造,发送的信息也具备不可抵赖性。
(3)智能网关在接收到经过数字签名后MAC信息后,首先通过比对数据库用户设备MAC编号,在验证数字签名签名的真实性。如果验证通过,则生成本次验证登录的动态口令,采用MD5算法生成动态口令摘要,发送给用户终端设备。
(4)用户设备在收到动态口令摘要后,调用在设备注册时安装的口令校验软件,计算得到本次登录的动态口令,并发送给智能网关验证。
(5)智能网关设备验证动态口令,如果验证成功,则为该用户设备开放相应的角色权限,可以进行数据传输。
图4 用户设备身份验证过程图
3.2 数据加密环节
在智能家居系统中,对所有传输的数据进行级别划分,级别越高,采用的加密手段就越复杂。对于用户的账户登录信息这类数据,属于Ⅰ级加密数据,级别最高,使用MD5算法和AES加密技术进行处理,并进行数字签名,以保证数据在传输过程中的安全性、完整性和不可否认性。控制指令属于Ⅱ级数据,包括对系统做出的一系列的控制操作,必须保证使用该功能的是合法用户,因此采用MD5算法和数字签名保证控制指令的安全传输[6]。系统里隐私数据属于Ⅲ级数据,采用MD5算法和AES加密算法进行加密处理。最后,对于一些普通数据的传输,进行速度较快,加密效率高的AES算法进行处理。
在智能家居系统中,日志审查和分析模块具有很高的价值。日志可以记录系统的运行状态,各种系统的运行参数;记录用户终端设备登录、访问的系统的时间、IP地址和执行的一系列操作;记录当前系统响应和处理的用户请求的具体描述等。通过日志记录,可以定期进行的分析和审计[7],它的具体功能有如下几点:
(1)通过日志分析工具,管理员对日志记录进行安全分析对比,实现日志的审查,使管理员实时掌握系统的运行情况。
(2)系统管理员通过日志的审查,及时了解到当前系统的运行状态和安全状态,分析当前系统的安全级别,进行入侵检测,实现入侵危机的自动预警。
(3)如果系统遇到运行或安全故障,管理员通过对系统日志的故障分析,能够对故障进行高速定位,继而启动故障应急预案,及时恢复系统正常功能。
4 结论
本文在基于物联网的智能家居系统中,对整体的安全方案进行了分析与设计,采用了一系列的安全策略保障系统的安全性。各个安全模块之间相互联系,相互作用,共同实现系统的安全性。但本文仍有不足,有待在今后的研究工作中对各个安全模块更加细节化,并投入到实际环境中进行调试。
参考文献:
[1] 张维华.皇晓琳.物联网智能家居技术与标准化综述[J].信息技术与标准化, 2012(7):35-38.
[2] 沈杰,陈秋歌,刘会方.基于智能家居系统可靠性测试分析[J].电子技术,2015(4):147-148.
[3] 田丰庆.家居智能安全系统设计[D].南京:南京理工大学,2012.
[4] 王一棋,何丽莉,胡成全.基于ZigBee和Internet的无线智能家居网关系统[J].吉林大学学报,2015(53):302-306.
[5] 魏芳波.智能家居构架中关键技术的研究[J].电子制作, 2015(5):155-156.
关键词:家居智能化;现状分析;发展趋势;探讨
【分类号】:J523
前言
随着科学技术和通讯技术的发展,智能家居逐渐走进我们的生活,正在逐渐改变我们的生活方式。几十年前,我们无法想象可以通过一个遥控、一个声音、一个动作完成对家电、家具的操作,但是现在已经实现了。在家中,可以通过遥控或智能系统实现对电灯、窗帘、冰箱、空调的操控;外出时,可以通过手机或网络通信完成以上操作;并且,智能家居还会随时监护家里的安全,防止偷盗事件、意外事件发生。家居智能化正在改变我们传统的生活方式,把我们带入新的信息化时代,不仅在大城市发展迅速,而且家居智能化正在朝着中小城市发展,家居智能化不断发展来满足用户需求。家居智能化的健康发展,需要各个产业链的共同努力,相互促进,为居民提供更好的智能化家居产品。
一.家居智能化现状分析
1.1 家居智能化概述
家居智能化主要是用网络或其他通讯设备组成智能系统,与家里的电器、家居设备相连,通过对智能化系统的简单操作来实现与家庭生活有关的各种行为活动,可以实现家庭内的通讯也可以和外部联系,并且家居智能化在不断发展来实现更多功能。家居智能化改变了人们的思维方式和生活方式,可以自动控制照明、温度等;可以实现远程学习、远程办公、远程娱乐等,让生活更加便利;可以实现安全监控,监视家庭环境、防盗报警等。家居智能化是现代家居的目标,也是社会信息化智能化发展的需求。
1.2 家居智能化在摸索中前进,近几年发展迅速
自从智能化家居开始发展以来,国家对于家居智能化越来越重视,颁布了一系保家居智能化进程的法律法规,这在一定程度上保障了家居智能化发展的标准性和规范性。另一方面,房地产行业发展迅速,并对家居智能化越来越感兴趣,加大了对智能家居的宣传力度,从市场的角度引导消费者去认识了解智能家居,使智能家居在摸索中前进,根据调查,现在我国的家居智能化已经由大城市逐步推广到中小城市以及农村,并且其应用范围正在逐渐扩大。另一方面,从消费者自身的角度,21世纪的人们最求高质量的生活,尤其是年轻的一代追其时尚和潮流,家居智能化的发展满足了消费者的内在需求,并在其亲友关系中间不断推广,扩大了市场需求,这是家居智能化发展的内在动力。加之先进的科学技术和网络信息化的发展,为其提供了技术支持,使消费者用的放心,用的舒心。总体来看,我国家居智能化在近几年逐渐被消费者接受,发展迅速。
1.3 家居智能化过程中存在问题,影响发展速度
家居智能化在我国的发展现状并不是一帆风顺,已经暴露出了其发展过程中存在的一些问题,这些问题在一定程度上制约着家居智能化的进程。
一方面,家居智能化的应用对象仍然以高端用户为主体,高端用户一般消费水平较高,资金充足,对生活质量的要求更高,因此成为商家最中意的消费群体,由此,忽视了对广大消费者的推广,这严重制约着家居智能化的推广范围。
一方面,对家居智能化的宣传力度不够,广大消费者对家居智能化没有认识和了解,仍然停留在传统的生活方式,而传统生活方式的改变需要时间,对于家居智能化的宣传学习力度不够,广大消费者对于家居智能化没有足够的认识,就不会形成购买和使用的欲望,对于家居智能化没有内在的需求。
另一方面就是售后服务和运营维护不到位,物业管理公司对于这方面的管理不重视,没有制定完善系统的家居智能化管理维护标准,甚至有些物业公司逃避责任,出现问题没有及时解决,极大的削弱了消费者对家居智能化的信心。相关的运营和维护技术还比较欠缺,不能满足消费者的需求,对于智能化的理解不够,对消费者的引导失误。
二.家居智能化发展趋势探讨
2.1 家居智能化将朝着与环保节能相结合的方向发展
人与自然和谐相处是永恒不变的话题,近几年随着对保护环境和节约资源问题的重视,绿色生活的概念被提出,在满足人们的正常生活消费的情况下,使用绿色产品、环保家具,在这一大趋势下,家具智能化的发展必将与环保节能相结合,利用先进的科学技术和新型环保材料,全面做到建筑施工和室内装修的绿色安全化,坚持可持续发展的道路,推广节能减排技术和循环利用的先进技术,减少使用不可再生资源和污染严重的材料,取而代之的是可再生能源和清洁能源,使人们的居住环境更安全更健康。
2.2 家居智能化朝着家电信息化的方向继续发展
现在的家居生活中我们已经体验了智能化的冰箱、空调等家用电器,在家居日常生活中,家用电器的使用是相当频繁的,家用电器信息化智能化的发展必将受到消费者的欢迎,也是家居智能化未来的发展方向之一。研发先进的智能系统和智能终端,优化布线结构,通过有线网络或无线网络实现对家用电器的控制和操作,减轻家庭主妇的负担,改变人们的生活方式和思维方式。
2.3 家居智能化朝着个性化、人性化的方向发展
当今社会以人为中心,一切产品和服务都是为了满足消费者的需求,当今的人们更是追求时尚和潮流,这就意味着消费者希望自己的家居环境和其他人与众不同,家居智能化必将朝着个性化和人性化的方向发展。个性化和人性化也是家居智能化的最终目标,以先进的科学技术为基础,良好的服务为方法,满足不同消费者的不同需求,按照消费者的生活习惯、兴趣爱好制定独具特色的家居智能化系统,这需要商家在最初设计施工时增加对消费者的了解,合理的设计符合消费者生理、心理需求的家居环境,选择切实可行又与众不同的设计方案。
2.4 家居智能化继续朝着家庭网络化的方向发展
家居智能化的一个具体体现就是家庭网络化,家庭网络又可以分为有线网络和无线网络,随着先进的科学技术在家居智能化中的应用,家庭网络会由有线网络向无线网络发展。无线网络更有优势,更方便,更灵活,无线网络克服了有线网络的局限性,使得使用者可以在使用范围内任意移动,并且其使用范围有扩展性。在家居智能化未来的发展过程中,无线网络的应用会更广泛,并且增大其传输距离,避免对人体造成伤害,其传输效率更高。
总结
家居智能化在我国的发展历史较短,未来还有巨大的市场和发展空间。家居智能化已经慢慢走进了千家万户,我们在享受其带来的便利与乐趣的时候要思考家居智能化发展中存在的问题,家居智能化发展需要国家政策的支持和推广,也需要市场的调配,关键还在于对消费者的引导,使其产生消费需求,并采取购买行为。针对目前家居智能化发展中存在的问题,需要共同努力。现代化的潮流是其未来发展的必然趋势,科学技术是其发展的推动力,人们的对生活质量的要求是其发展的内在动力,家居智能化在改变人类生活方式的同时带动了新的产业的发展,推动了国家经济发展,家居智能化必将朝着更广阔的未来发展。
参考文献
[1]陈 龙.居住小区智能化系统与技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]江月山.房地产商认为系统集成商的整体水平分析.《中国首届智能化楼盘调查报告》,2001,8.
本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。