本书依托作者多年投身网络安全教学实践以及深耕物联网安全研究的深厚积累，系统且全面地阐述了物联网安全领域的相关理论知识与技术要点。本书共6章，内容丰富翔实，层层递进，首先介绍了物联网安全的基础知识，然后解析了若干物联网安全事件，最后详细阐述了物联网终端安全、物联网组网认证、物联网网络层安全、物联网应用层安全等内容。本书从理论标准到系统设计，引导读者深入理解物联网攻击和防护机制。
本书不仅能满足网络空间安全、计算机科学、通信工程等专业高年级本科生与研究生的教学需求，也可为广大网络安全工程师、网络管理员以及物联网相关行业从业人员提供极具价值的参考资料。
·作者可靠：依托作者多年网络安全教学实践与物联网安全深耕积累，系统且扎实地阐述领域内理论知识与技术要点，内容专业可信。
·体系多维：6 章内容层层递进，覆盖物联网安全概述、典型安全事件解析、终端 / 组网认证 / 网络层 / 应用层安全全维度，知识架构完整。
·场景前沿：聚焦车联网（含车辆编队）、智能电网等 5G 物联网新型应用场景，填补当前标准协议未涉及的安全空白，针对性提供防护方案。
·实战导向：深度解析震网、Mirai 等真实安全事件，搭配漏洞挖掘、认证协议设计、入侵检测等可落地技术方法，兼具案例参考与实操价值。
·受众广泛：既满足网络空间安全、计算机等专业高校师生教学需求，也为网络安全工程师、物联网行业从业人员提供高价值参考资料。
孙钰 孙钰，北京航空航天大学网络空间安全学院副教授，博士生导师，兼任北航泰安研究院网络空间研究中心主任，主要研究方向为物联网安全，包括 5G 安全、工业互联网安全、太赫兹信号识别、空天地网络安全。近年来，以第一作者或通信作者在《Sensors》、《Biosystems Engineering》,《Computational Intelligence & Neuroscience》、《计算机研究与发展》等重要会议和期刊上发表高质量论文约 15 篇。主持国家自然科学基金青年基金项目 1 项，中央高校基本科研项目 2 项，参与国家自然科学基金面上项目 1 项，参与国家重点研发计划 2 项。2018 及 2019 年中国高校计算机大赛—人工智能创意赛一等奖团队指导教师，同时获优秀指导教师奖。2019 年全国大学生物联网设计竞赛全国一等奖团队指导教师。参与《星地协同的安全保密应急指挥通信系统》，2020 年获中国指挥与控制学会科学技术一等奖。2020 年在全国工业互联网安全技术技能大赛中获教师组一等奖，经人力资源社会保障部核准后授予工业互联网安全“全国技术能手”。 刘建伟 北京航空航天大学网络空间安全学院院长，教授、博士生导师，国务院学位委员会网络空间安全学科评议组成员，获 2016年网络安全优秀教师奖，获国家技术发明一等奖、国防技术发明一等奖。长期从事密码学、信息安全、计算机网络安全等领域的研究。曾出版《网络安全——技术与实践》《信息网络安全》《信息网络安全防护技术》等专著.
目录
第 1章 物联网安全概述 001
1.1 物联网概念 003
1.1.1 物联网定义 003
1.1.2 信息物理系统特点 004
1.1.3 物联网架构 005
1.2 物联网应用场景 006
1.2.1 车联网 007
1.2.2 智能家居 009
1.2.3 智能电网 011
1.2.4 智慧城市 013
1.2.5 智能物联网 014
1.3 物联网安全 015
1.3.1 物联网安全威胁 015
1.3.2 物联网安全需求 020
1.3.3 物联网安全模型 021
1.4 物联网安全法规及标准 025
1.4.1 通用数据安全法律法规 025
1.4.2 物联网安全法律法规 026
1.4.3 通用安全标准与测试认证 027
1.4.4 物联网安全标准与测试认证 028
1.5 本章小结 029
参考文献 029
第 2章 物联网安全事件解析 035
2.1 震网病毒攻击伊朗核设施 035
2.1.1 震网病毒攻击流程 035
2.1.2 震网病毒代码分析 040
2.1.3 小结 041
2.2 Mirai病毒构建IoT僵尸网络 042
2.2.1 Mirai病毒事件追踪 042
2.2.2 Mirai病毒攻击流程 043
2.2.3 Mirai病毒代码分析 045
2.2.4 Mirai僵尸网络 047
2.2.5 Mirai病毒变体分析 049
2.2.6 小结 051
2.3 MaDIoT攻击智能电网 052
2.3.1 MaDIoT攻击简介 052
2.3.2 MaDIoT攻击原理 053
2.3.3 MaDIoT攻击评估 055
2.3.4 小结 057
2.4 医疗物联网曝出高危漏洞 057
2.4.1 心脏植入型电子设备安全事件追踪 058
2.4.2 心脏植入型电子设备漏洞分析 059
2.4.3 心脏植入型电子设备漏洞利用 060
2.4.4 小结 062
2.5 黑客远程控制联网汽车 063
2.5.1 关键攻击技术 064
2.5.2 入侵原理 065
2.5.3 小结 068
2.6 本章小结 068
参考文献 069
第3章 物联网终端安全 073
3.1 终端脆弱性分析 073
3.1.1 物理脆弱性分析 073
3.1.2 固件脆弱性分析 077
3.2 终端硬件安全 081
3.2.1 硬件木马检测 081
3.2.2 设备接口保护 085
3.2.3 现场总线异常检测 086
3.3 终端可信计算 092
3.3.1 可信执行环境及ARM V8安全架构 092
3.3.2 嵌入式可信架构 096
3.3.3 TEE-REE连接交互 099
3.3.4 基于TEE的典型应用 102
3.4 终端固件漏洞挖掘 111
3.4.1 终端固件面临的安全威胁 111
3.4.2 固件提取方式 112
3.4.3 固件漏洞分析方法 113
3.5 本章小结 120
参考文献 120
第4章 物联网组网认证 137
4.1 物联网设备接入认证基础 137
4.1.1 接入认证协议设计目标 137
4.1.2 形式化分析 139
4.2 现场总线网络轻量级设备接入认证 143
4.2.1 组网场景与安全模型 143
4.2.2 初始会话密钥分发协议 146
4.2.3 数据帧与远程帧传输协议 148
4.2.4 跨子网数据帧传输协议 150
4.2.5 会话密钥更新协议 151
4.2.6 安全性与性能分析 152
4.3 车联网安全编队协议 157
4.3.1 组网场景与安全模型 158
4.3.2 签密密钥和伪身份生成 161
4.3.3 安全编队合并协议 163
4.3.4 安全编队拆分协议 164
4.3.5 安全成员驶离协议 166
4.3.6 安全性与性能分析 166
4.4 车联网V2V匿名认证协议 171
4.4.1 组网场景与安全模型 171
4.4.2 初始与注册 174
4.4.3 伪身份更新 176
4.4.4 车辆间认证与密钥协商 178
4.4.5 伪身份溯源 181
4.4.6 安全性与性能分析 181
4.5 智能电网V2G轻量级预约充电认证 188
4.5.1 组网场景与安全模型 189
4.5.2 车联网向智能电网注册 192
4.5.3 EV/EVSE可扩展认证 192
4.5.4 充电预约与车辆到站认证 195
4.5.5 伪身份溯源 197
4.5.6 安全性与性能分析 197
4.6 本章小结 205
参考文献 205
第5章 物联网网络层安全 210
5.1 LoRa安全 210
5.1.1 协议简介 210
5.1.2 安全机制 211
5.1.3 协议漏洞 214
5.1.4 防御方法 216
5.2 NB-IoT安全 217
5.2.1 协议简介 217
5.2.2 安全机制 217
5.2.3 协议漏洞 219
5.2.4 防御方法 221
5.3 ZigBee安全 221
5.3.1 协议简介 221
5.3.2 安全机制 223
5.3.3 协议漏洞 224
5.3.4 防御方法 225
5.4 蓝牙安全 226
5.4.1 协议简介 226
5.4.2 安全机制 226
5.4.3 协议漏洞 229
5.4.4 防御方法 230
5.5 网络层入侵检测 231
5.5.1 攻击模型 231
5.5.2 测试数据集与测试基准 233
5.5.3 基于规则匹配的检测 235
5.5.4 基于因果分析的检测 236
5.5.5 基于深度学习的分类检测 236
5.5.6 基于溯源图的异常检测 238
5.6 本章小结 239
参考文献 240
第6章 物联网应用层安全 249
6.1 MQTT消息服务安全 250
6.1.1 MQTT架构与工作机制 251
6.1.2 MQTT威胁与安全机制 252
6.1.3 MQTT协议高危漏洞 254
6.2 Kafka消息服务安全 257
6.2.1 Kafka架构与工作机制 258
6.2.2 Kafka威胁与安全机制 259
6.2.3 Kafka协议高危漏洞 260
6.3 CoAP消息服务安全 261
6.3.1 CoAP架构与工作机制 261
6.3.2 CoAP威胁与安全机制 264
6.3.3 CoAP高危漏洞 265
6.4 AMQP消息服务安全 266
6.4.1 AMQP架构和工作机制 266
6.4.2 AMQP威胁与安全机制 267
6.4.3 AMQP高危漏洞 268
6.5 RTSP视频流服务安全 269
6.5.1 RTSP架构与工作机制 269
6.5.2 RTSP威胁与安全机制 271
6.6 DAAP音频流服务安全 272
6.6.1 DAAP架构与工作机制 273
6.6.2 DAAP威胁与安全机制 273
6.7 SIP多媒体会话服务安全 274
6.7.1 SIP架构与工作机制 274
6.7.2 SIP威胁与安全机制 276
6.8 音视频协议高危漏洞 278
6.8.1 AFLNET 278
6.8.2 StateAFL 279
6.8.3 CHATAFL 280
6.9 物联网FLaaS安全 281
6.9.1 面向深度梯度反演攻击的联邦学习安全模型 282
6.9.2 深度梯度反演攻击 283
6.9.3 深度梯度反演防御 286
6.9.4 拜占庭攻击 288
6.9.5 拜占庭防御 290
6.10 物联网服务平台安全 295
6.10.1 Azure IoT平台安全 296
6.10.2 小米物联网平台安全 298
6.11 本章小结 302
参考文献 302
名词索引 313
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