NB-IoT技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)安全問題簡述

一、NB-IoT技術(shù)概述

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)是一種基于蜂窩技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，專注于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯(lián)網(wǎng)市場。這種新興技術(shù)能夠在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，通過License頻段，采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存。

NB-IoT是LTE技術(shù)的“簡化版”，基于現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)進行改造，繼承了LTE的很多特征，如頻帶、物理層基礎(chǔ)、參數(shù)值定義和高層復(fù)用。然而，由于其帶寬減少到180kHz(加上防護頻帶為200kHz)，需要創(chuàng)建與LTE不同的新物理信道和程序。其目標是低數(shù)據(jù)速率和低功耗應(yīng)用，因此不支持一些先進的LTE/LTE-Advanced功能，如空間復(fù)用、載波聚合和IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)。

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)只消耗大約180kHz的帶寬，可以直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。其低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合。為了滿足電池達到5到10年壽命的需求，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)引入PSM(Power Saving Mode)和eDRX(Extended DRX)技術(shù)，極大降低了終端功耗。

在成本方面，NB-IoT終端采用窄帶技術(shù)，基帶復(fù)雜度低，只使用單天線，采用半雙工方式，射頻模塊成本低。同時，大部分不必要的功能都可以裁剪，如SRVCC、IMS、緊急呼叫等，從而極大降低了NB-IoT的終端成本。

NB-IoT具有廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等優(yōu)勢。其網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力強，比LTE和GPRS(2G)提升20dB增益，相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。在同一基站的情況下，NB-IoT可比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)，單小區(qū)可支持5萬級別的用戶規(guī)模。這使得NB-IoT不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。

二、NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用場景

NB-IoT技術(shù)因其低功耗、廣覆蓋、低成本和大連接等優(yōu)勢，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

公共事業(yè)：智能水表、智能水務(wù)、智能氣表、智能熱表等。

智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾桶、智能窖井蓋等。

消費電子：獨立可穿戴設(shè)備、智能自行車、慢病管理系統(tǒng)、老人小孩管理等。

設(shè)備管理：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、白色家電管理、大型公共基礎(chǔ)設(shè)施、管道管廊安全監(jiān)控等。

智能建筑：環(huán)境報警系統(tǒng)、中央空調(diào)監(jiān)管、電梯物聯(lián)網(wǎng)、人防空間覆蓋等。

指揮物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產(chǎn)跟蹤、金融資產(chǎn)跟蹤等。

農(nóng)業(yè)與環(huán)境：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、空氣實時監(jiān)控、水質(zhì)實時監(jiān)控等。

此外，NB-IoT還應(yīng)用于移動支付、智慧社區(qū)、智能家居、文物保護等領(lǐng)域。

三、物聯(lián)網(wǎng)安全問題

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)安全問題也日益凸顯。物聯(lián)網(wǎng)安全涉及多個層面，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等。

感知層安全：感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，包括各類傳感器、RFID標簽、智能卡等。感知層的安全問題主要包括傳感器節(jié)點的安全性、RFID系統(tǒng)的安全性等。傳感器節(jié)點可能面臨物理攻擊、數(shù)據(jù)篡改等風(fēng)險，而RFID系統(tǒng)則可能受到標簽偽造、數(shù)據(jù)泄露等威脅。

網(wǎng)絡(luò)層安全：網(wǎng)絡(luò)層主要實現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的安全問題主要包括無線接入技術(shù)的安全性、核心傳輸網(wǎng)的安全性等。無線接入技術(shù)如ZigBee、藍牙等可能面臨竊聽、中間人攻擊等風(fēng)險，而核心傳輸網(wǎng)則可能受到DDoS攻擊、數(shù)據(jù)竊取等威脅。

應(yīng)用層安全：應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的頂層，包括各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。應(yīng)用層的安全問題主要包括數(shù)據(jù)隱私保護、身份認證等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺可能面臨數(shù)據(jù)泄露、惡意攻擊等風(fēng)險，而身份認證則可能受到偽造、盜用等威脅。

四、物聯(lián)網(wǎng)安全的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略

物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的挑戰(zhàn)主要包括技術(shù)標準不統(tǒng)一、安全機制不完善、設(shè)備安全性不足等。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，需要采取以下策略：

統(tǒng)一技術(shù)標準：制定統(tǒng)一的技術(shù)標準和安全規(guī)范，確保不同設(shè)備之間的互操作性和安全性。

完善安全機制：加強物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全機制建設(shè)，包括加密技術(shù)、認證技術(shù)、訪問控制技術(shù)等。

提升設(shè)備安全性：加強物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全性設(shè)計，包括硬件安全、軟件安全、固件安全等。

加強安全管理：建立健全的物聯(lián)網(wǎng)安全管理體系，包括安全監(jiān)測、安全預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)等。

綜上所述，NB-IoT技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)安全問題也日益凸顯。為了保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，需要不斷加強技術(shù)標準制定、安全機制建設(shè)、設(shè)備安全性提升和安全管理等方面的工作。