一、需求背景
物联网（IoT）技术在当前世界各行业中的应用越来越广泛，数据安全和安全数据传输、鉴权成为了物联网解决方案不可或缺的一部分。如何通过有效的安全措施来保护物联网设备的数据传输和鉴权，确保数据在设备和服务器之间或者设备与设备之间的安全传输，是每个IoT开发商必须要考虑的问题。
安当的客户，某工业控制设备开发商，每年都销售数万套设备，为了设备的升级、管控、操作优化等，需要在新品种增加联网控制能力。考虑到增加联网控制之后，设备会暴露于互联网上，可能会被攻击者截获数据、篡改数据或恶意篡改设备运行状态。因此，建立安全的数据传输和鉴权机制成为了确保设备联网后安全运行的关键。
二、核心需求分析
通过深入的沟通和系统梳理，安当整理出了设备联网后安全方面的核心诉求：
- 板级加密通信：防止关键业务数据被分析或篡改。
- 设备与服务端双认证：防止设备伪造和中间人攻击。
- 传输机密性和完整性：敏感数据的机密性和完整性保护。
- 管理端数据安全：管理平台的数据机密性和完整性保护。
三、IoT设备上实施安全方案的挑战
- 设备资源受限：终端设备计算能力弱，RAM，FLASH等资源有限。
- 网络多样性：设备通过Wi-Fi、蓝牙、LoRa等多种协议接入，需统一安全标准。
- 动态环境：设备可能频繁加入或离开网络，需高效的密钥管理机制和异常处理。
- 安全启动机制: 对设备的固件做签名或安全启动机制,防止固件被篡改或注入恶意代码。
四、解决方案设计
4.1 方案架构
4.2 安全数据传输方案实现说明
- 板级加密通信：主控模块与安全模组通信时，数据使用AES128-ECB加密并采用包序号机制避免重放攻击。
- 设备与服务端双认证：模组内置RSA密钥和证书，用于与管理端建立TLS链接。
- 传输机密性和完整性：物联网设备和管理平台之间采用TLS + ECDH双重通道加密传输，防止数据在网络上传输过程中被窃取或篡改。
- 多重校验确保数据安全：通过主控模块ID、安全模组ID、授权状态、有效截至时间、签名/HMAC等多重数据校验完成鉴权。
五、结语
对物联网设备来说，可靠鉴权和安全传输是保障整个系统可信性的基石。随着设备规模的指数级增长和攻击手段的日益复杂，传统的静态密码或单向认证机制已难以应对安全挑战。通过双向身份认证（如基于X.509证书的ECC加密）、动态密钥管理（如Diffie-Hellman会话密钥协商）与轻量化协议（如DTLS/CoAP）的结合，能够在资源受限的场景下实现“最小化信任，最大化验证”的目标。
然而，安全性需与效率持续博弈。未来，安当技术将在物联网领域持续探索：
- AI驱动的异常检测：通过行为分析实时识别设备身份异常，弥补固定规则的不足；
- 抗量子加密算法：提前应对量子计算对传统加密体系的潜在威胁；
- 去中心化身份管理：结合区块链技术，实现设备身份的分布式验证与审计；
- 隐私增强技术：在认证过程中融入零知识证明（ZKP）等方案，避免敏感信息暴露。
唯有将安全性融入设备生命周期的每个环节（设计、部署、运维），并持续适应新兴威胁与技术变革，方能在万物互联的时代筑牢信任的防线。
如您有物联网安全方面的业务需求，或者对安当物联网安全模块及管理平台感兴趣，可以联系我们进一步沟通。
文章作者：终南 ©本文章解释权归安当西安研发中心所有