云计算中的物联网关键技术.ppt

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-1-11-基于云计算的物联网关键技术研究基于云计算的物联网关键技术研究孙知信孙知信教授教授南京邮电大学物联网学院南京邮电大学物联网学院SUNZX-2-22-目目录物联网与云计算物联网与云计算01基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境02基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全03目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作04-3-33-物联网与云计算物联网与云计算物联网特点物联网特点云计算特点云计算特点p物联网发展被正式列入国家发展物联网发展被正式列入国家发展战略。

战略。

p中国物联网应用基础已初步形成。

中国物联网应用基础已初步形成。

p物联网产业联盟迅速出现，从业物联网产业联盟迅速出现，从业人员增加。

人员增加。

p物联网标准制定工作引起各方注物联网标准制定工作引起各方注意。

意。

p物联网核心技术突破仍是难题。

物联网核心技术突破仍是难题。

p物联网发展仍处于初期阶段。

物联网发展仍处于初期阶段。

p云计算为用户提供最可靠，最安云计算为用户提供最可靠，最安全的数据存储中心。

全的数据存储中心。

p云计算对用户端设备要求最低，云计算对用户端设备要求最低，使用方便。

使用方便。

p云计算可以实现不同用户设备间云计算可以实现不同用户设备间都数据与应用共享。

都数据与应用共享。

p云计算为用户使用网络提供来无云计算为用户使用网络提供来无限多都可能。

限多都可能。

-4-44-物联网发展趋势物联网发展趋势p物理世界感知物理世界感知是物联网建设的是物联网建设的基础。

基础。

p大量独立建大量独立建设的单一物联设的单一物联网应用是物联网应用是物联网建设的起点网建设的起点与基本元素。

与基本元素。

p众多单一物联网应众多单一物联网应用的深度互联和跨域用的深度互联和跨域协作是物联网建设的协作是物联网建设的目标。

目标。

-5-55-云计算发展趋势云计算发展趋势现阶段现阶段p价值初步体现价值初步体现p典型应用典型应用5-105-10年后年后p价值体现价值体现p行业云应用行业云应用p局部自动互联局部自动互联愿景愿景p广泛互联广泛互联p跨域合作跨域合作p泛在共享泛在共享-6-66-物联网与云计算关系物联网与云计算关系p物联网与云计算的结合应用势物联网与云计算的结合应用势在必行。

在必行。

p物联网的大规模发展离不开云物联网的大规模发展离不开云计算平台的支撑，而云计算平台计算平台的支撑，而云计算平台的完善与大规模的应用需要物联的完善与大规模的应用需要物联网的发展为其提供最大的用户。

网的发展为其提供最大的用户。

p基于云计算的物联网安全研究基于云计算的物联网安全研究将为物联网与云计算的发展提供将为物联网与云计算的发展提供最可靠的保障，也是物联网与云最可靠的保障，也是物联网与云计算蓬勃发展的必要条件。

计算蓬勃发展的必要条件。

-7-77-目目录物联网与云计算物联网与云计算01基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境02基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全03目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作04-8-88-云基础设施云基础设施云计算平台的体系架构云计算平台的体系架构云平台云平台云应用云应用云基础设施通过物理资云基础设施通过物理资源虚拟化技术，使得平源虚拟化技术，使得平台上运行的不同行业应台上运行的不同行业应用以及同一行业应用的用以及同一行业应用的不同客户间的资源（存不同客户间的资源（存储、储、CPUCPU等）实现共享。

等）实现共享。

云平台是物联网运营平台云平台是物联网运营平台的核心，实现了网络节点的核心，实现了网络节点的配置和控制、信息的采的配置和控制、信息的采集和计算功能，对海量数集和计算功能，对海量数据的分析处理，以满足大据的分析处理，以满足大数据量且实时性要求非常数据量且实时性要求非常高的数据处理要求。

高的数据处理要求。

云应用作为物联网运营平云应用作为物联网运营平台的一部分，实现行业应台的一部分，实现行业应用的业务流程用的业务流程，在技术上，在技术上通过应用虚拟化技术，实通过应用虚拟化技术，实现多租户，让一个物联网现多租户，让一个物联网行业应用的多个不同租户行业应用的多个不同租户共享存储、计算能力等资共享存储、计算能力等资源。

源。

-9-99-物联网与云计算结合方式（物联网与云计算结合方式（11）单中心，多终端单中心，多终端这种方式的云中心大部分由私有云构成，可提供统这种方式的云中心大部分由私有云构成，可提供统一的界面，具备海量存储能力与分级管理功能一的界面，具备海量存储能力与分级管理功能。

-10-1010-VAE基于基于NGIN平台平台IMSMobileNetwork网关网关管管端端物联网互联网通信网政府政府政府政府交通交通金融金融政府政府企业企业企业企业大企业云大企业云中小企业云中小企业云城市数据中心云城市数据中心云城市数据中心云城市数据中心云传感器及传感网络传感器及传感网络物联网与云计算结合方式（物联网与云计算结合方式（22）多中心，大量终端多中心，大量终端这种方式的云中心由共这种方式的云中心由共有云和私有云构成，并有云和私有云构成，并且二者可以实现互联。

且二者可以实现互联。

-11-1111-物联网与云计算结合方式（物联网与云计算结合方式（33）信息应用分层处信息应用分层处理，海量终端理，海量终端这种方式的云中心同这种方式的云中心同样由共有云和私有云样由共有云和私有云构成，它的特点是用构成，它的特点是用户的范围广、信息及户的范围广、信息及数据种类多、安全性数据种类多、安全性能高。

能高。

-12-1212-基于云计算的物联网可信环境（基于云计算的物联网可信环境（11）云计算技术的重要特点云计算技术的重要特点p结合了分布式处理、并行处理和网格计算的优势。

结合了分布式处理、并行处理和网格计算的优势。

云计算技术将存储在分布式计算机产品中的大量数据和处理器资源整合云计算技术将存储在分布式计算机产品中的大量数据和处理器资源整合在一起协同工作，使相关的计算分布在大量的分布式计算机上。

在一起协同工作，使相关的计算分布在大量的分布式计算机上。

p超强的计算能力。

超强的计算能力。

通过一定的协调调度策略，云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计通过一定的协调调度策略，云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力。

-13-1313-基于云计算的物联网可信环境（基于云计算的物联网可信环境（22）TRETRE（可信环境）需要保证：

（可信环境）需要保证：

p一个可信执行环境一个可信执行环境p一个具备隐私保护的存储环境一个具备隐私保护的存储环境p能够抵御外界攻击能够抵御外界攻击p至少支持一种认证算法至少支持一种认证算法云计算技术关键特点云计算技术关键特点p结合了分布式处理、并结合了分布式处理、并行处理和网格计算的优势行处理和网格计算的优势。

p超强计算能力。

超强计算能力。

运用云计算技术特运用云计算技术特点搭建物联网可信点搭建物联网可信环境是我们的研究环境是我们的研究工作之一。

工作之一。

-14-1414-目录目录物联网与云计算物联网与云计算01基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境基于云计算的物联网环境02基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全基于云计算的物联网安全03目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作目前我们的研究工作04-15-1515-基于云计算的物联网安全需求（基于云计算的物联网安全需求（11）p3G3G互联网将互联网将形成巨大的信形成巨大的信息安全防护需息安全防护需求。

求。

p云计算将带云计算将带来巨额信息化来巨额信息化安全投资。

安全投资。

p三网融三网融合建设将合建设将催化信息催化信息化安全需化安全需求。

求。

p物联网的信物联网的信息安全投入将息安全投入将给国内信息安给国内信息安全解决服务厂全解决服务厂商带来巨大商商带来巨大商机。

机。

-16-1616-基于云计算的物联网安全需求（基于云计算的物联网安全需求（22）感知感知层层网络网络层层应用应用层层物联网面临的信息安全挑战物联网面临的信息安全挑战p拥塞攻击、碰撞攻击、物理破坏p耗尽攻击、丢弃和贪婪破坏、非公平竞争p汇聚节点攻击p方向误导攻击p黑洞攻击p洪泛攻击p失步攻击p智能变为低能p自动变为失控p非法人为干预（内部攻击）p设备（特别是移动设备）的丢失p隐私数据的窃取-17-1717-基于云计算的数据安全研究基于云计算的数据安全研究-18-1818-数据在线备份服务系统（数据在线备份服务系统（11）数据在线备份服务系统面临三大要求数据在线备份服务系统面临三大要求p既要既要兼容兼容不同感知层应用的异构数据平台，又要满足云计算存储设不同感知层应用的异构数据平台，又要满足云计算存储设备的备的高扩展性高扩展性和海量数据存储的组织形式。

和海量数据存储的组织形式。

p既要考虑网络既要考虑网络传输效率传输效率，又要保证数据的，又要保证数据的安全性安全性。

p既要满足系统在大量物联网应用实体既要满足系统在大量物联网应用实体并发访问并发访问时的服务能力，又要时的服务能力，又要进行进行服务质量服务质量的主动控制。

的主动控制。

-19-1919-数据在线备份服务系统（数据在线备份服务系统（22）需求解决方案需求解决方案p按照云计算的思想，系统的拓扑结构包括三个层次的备份云按照云计算的思想，系统的拓扑结构包括三个层次的备份云:

广域广域（公共公共）云云,区域云及本地区域云及本地（私有私有）云。

按照就近服务原则，完成新注册用户的调度云。

按照就近服务原则，完成新注册用户的调度分配。

分配。

p从软件架构的角度，都包括备份客户端、调度服务器和存储服务器三个从软件架构的角度，都包括备份客户端、调度服务器和存储服务器三个子系统。

子系统。

p三个子系统除了执行双向安全认证，由调度服务器完成作业调度，建立三个子系统除了执行双向安全认证，由调度服务器完成作业调度，建立备份客户端与存储服务器之间的联系。

备份客户端与存储服务器之间的联系。

p系统必须设置多台介质服务器，以满足系统扩展性方面的要求。

系统必须设置多台介质服务器，以满足系统扩展性方面的要求。

-20-2020-数据同态加密研究数据同态加密研究p同态加密的思想起源于私密同态同态加密的思想起源于私密同态（privacyhomomorphism）（privacyhomomorphism），它允许在，它允许在不知道解密函数的前提下对加密数据进行计算。

不知道解密函数的前提下对加密数据进行计算。

pSanderSander和和TschudinTschudin定义了整数环上的加法、乘法同态加密机制定义了整数环上的加法、乘法同态加密机制,加法、加法、乘法同态确保两个变量加密后的计算结果与加密前的计算结果相同。

乘法同态确保两个变量加密后的计算结果与加密前的计算结果相同。

pIBMIBM研究人员研究人员CraigGentryCraigGentry已研究出一种已研究出一种完全同态加密完全同态加密方案，该方案将方案，该方案将能够加强云计算的商业模式能够加强云计算的商业模式（当供应商负责托管客户重要数据时当供应商负责托管客户重要数据时），这样就，这样就可以让客户在自己的客户端请求来对数据执行计算而不会暴露原始数据。

可以让客户在自己的客户端请求来对数据执行计算而不会暴露原始数据。

-21-2121-基于云计算平台的物联网数据同态加密研究基于云计算平台的物联网数据同态加密研究p同态加密应用于物联网的优势同态加密应用于物联网的优势物联网感知数据的大小一般都限定在一定的数量级范围内，数据类型也大部