[套装书]物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制+物联网安全（原书第2版）（2册）

作者
曾凡太 布莱恩·罗素 德鲁·范·杜伦
丛书名
物联网工程实战丛书
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782007271540
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制--------------------------- 本书为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了雾计算的相关背景知识和基础理论知识，并对雾计算在物联网中的应用做了介绍和展望，这对填补国内这一领域的空白有积极作用。 本书共7章。第1章介绍了雾计算、边缘计算的简单概念；第2章介绍了雾计算架构的IEEE参考标准；第3章介绍了雾计算在物联网中的应用案例；第4章介绍了边缘计算的概念；第5章介绍了物联网边缘计算产品设计案例；第6章介绍了区块链与物联网结合的可能性；第7章介绍了物联网工程实战案例，涉及参数采集、云计算服务、雾计算服务、自组网编程、执行器控制等。本书中的案例由作者独立实验并提供。 本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适合物联网领域的雾计算与边缘计算等研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。 ---------------------------物联网安全（原书第2版）--------------------------- 本书可以分为四部分，第一部分（第1章和第2章）主要介绍物联网基本概念、面对的威胁，以及主要分析方法；第二部分（第3~5章）分别从开发、设计、运维角度对如何保障物联网安全进行了介绍；第三部分（第6章和第7章）介绍应用密码学基础知识及其在物联网中的应用；第四部分（第8~11章）针对物联网特点，从隐私保护、合规性监管、云安全、安全事件响应与取证等人们较为关心的问题进行了专门的介绍。
目录



---------------------------物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制---------------------------


丛书序
序言
第1章 概述 1
1.1 互联网 1
1.2 物联网 2
1.3 云计算 3
1.4 雾计算 4
1.5 边缘计算 6
1.6 云计算、雾计算、边缘计算的关系 7
1.7 小结 8
1.8 习题 8
第2章 雾计算 9
2.1 雾计算概述 9
2.2 雾计算的标准 10
2.2.1 IEEE雾计算标准发布 12
2.2.2 雾计算标准诞生的背景 12
2.2.3 IEEE 1934—2018雾计算标准文献的结构 14
2.3 雾计算的支撑技术 14
2.3.1 安全支撑技术 16
2.3.2 可扩展性支撑技术 17
2.3.3 开放性支撑技术 18
2.3.4 自主性支撑技术 19
2.3.5 可靠性/可用性/可维护性 20
2.3.6 灵活性支撑技术 21
2.3.7 可编程支撑技术 22
2.4 物联网系统的结构层次 22
2.5 云雾结合的开发模型 24
2.6 雾计算参考架构 26
2.6.1 以功能需求为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26
2.6.2 以网络部署为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26
2.6.3 雾计算参考架构透视 30
2.7 架构概览 31
2.7.1 性能和规模层 32
2.7.2 安全层 32
2.7.3 管理层 35
2.7.4 数据分析和控制层 37
2.7.5 IT商业和交叉应用层 38
2.8 节点透视 39
2.8.1 网络 41
2.8.2 加速器 45
2.8.3 计算 46
2.8.4 存储 46
2.8.5 管理 47
2.8.6 安全 47
2.9 系统结构概览 51
2.9.1 硬件平台基础设施 51
2.9.2 环境条件 52
2.9.3 散热 52
2.9.4 模块化 52
2.9.5 模块间互相连接 53
2.9.6 硬件虚拟化和容器化 53
2.10 软件结构概览 54
2.10.1 软件架构层透视 54
2.10.2 节点管理 54
2.10.3 应用程序支持 56
2.10.4 应用服务 58
2.10.5 遵守雾计算参考架构标准 61
2.11 小结 61
2.12 习题 61
第3章 物联网与雾计算 62
3.1 云雾之间 62
3.2 雾计算与智慧车辆 63
3.2.1 车载雾计算节点 64
3.2.2 运输雾计算网络 65
3.2.3 交通控制系统 65
3.3 雾计算与安防监控 65
3.4 雾计算与智慧城市 66
3.5 雾计算与机场安检 68
3.5.1 机场视频监控 68
3.5.2 云雾结合和边缘处理方案比较 69
3.5.3 机场的视频安全需求分析 70
3.5.4 机器视觉用于视频监控 71
3.5.5 乘客机场登机过程 73
3.6 雾计算的深入研究 80
3.7 小结 81
3.8 习题 81
第4章 边缘计算 82
4.1 边缘计算的概念 82
4.2 边缘计算的方法 85
4.3 边缘计算技术架构 87
4.3.1 边缘计算技术架构1：MEC 87
4.3.2 边缘计算技术架构2：微云 89
4.3.3 边缘计算技术架构3：雾计算 89
4.3.4 三者对比分析 90
4.4 边缘计算应用 91
4.5 边缘计算研究进展 95
4.5.1 边缘计算要解决的关键问题 95
4.5.2 边缘计算技术的研究进展 96
4.5.3 边缘计算技术发展带来的影响 99
4.5.4 边缘计算发展的机遇与对策 100
4.5.5 企业对边缘计算的导向作用 101
4.6 边缘计算的发展与挑战 103
4.6.1 编程可行性 103
4.6.2 设备命名 103
4.6.3 数据抽象 104
4.6.4 服务管理 105
4.6.5 指标最优化 106
4.7 小结 106
4.8 习题 107
第5章 物联网与边缘计算 108
5.1 边缘计算网关 108
5.1.1 边缘计算网关的概念 108
5.1.2 智能网关的特征 110
5.1.3 多网融合的网关的设计 111
5.1.4 工业物联网智能网智能网关 113
5.2 边缘计算服务器 117
5.2.1 边缘计算服务器的优势 117
5.2.2 边缘计算服务器的特点 118
5.2.3 边缘服务器产品实例 118
5.3 边缘设备的部署 119
5.3.1 边缘计算结构 119
5.3.2 边缘计算类型 121
5.3.3 边缘计算部署施工 123
5.4 小结 125
5.5 习题 125
第6章 物联网与区块链 126
6.1 区块链的概念 126
6.2 区块链的基本结构 127
6.2.1 分布式数据库 127
6.2.2 区块链机制 128
6.2.3 区块链的性质 130
6.3 区块链的商用价值 132
6.3.1 区块链之跨境支付 135
6.3.2 区块链之贸易物流 136
6.3.3 区块链之供应链金融 137
6.3.4 区块链之征信 138
6.4 区块链的军事应用 139
6.4.1 区块链技术特性契合军事需求 139
6.4.2 区块链应用于武器装备寿命跟踪 140
6.4.3 区块链用于军用物流 140
6.4.4 区块链技术对于国家安全和经济的影响 141
6.5 区块链的物联网应用 141
6.5.1 区块链是物联网关键性配套技术 141
6.5.2 物联网发展的约束条件 142
6.5.3 物联网和区块链的共同点 142
6.5.4 物联网和区块链的结合点 143
6.5.5 物联网与区块链的融合 144
6.5.6 物联网与区块链应用案例 144
6.6 算法式信任与智能合约 145
6.7 区块链面临的挑战 147
6.7.1 区块链面临的商业挑战 147
6.7.2 区块链面临的监管挑战 148
6.7.3 区块链面临的技术挑战 148
6.7.4 区块链面临的安全挑战 150
6.8 区块链技术发展建议 151
6.8.1 区块链目前是不安全的 151
6.8.2 区块链发展的定位 152
6.8.3 区块链本身不产生价值 153
6.8.4 区块链核心技术不成熟 154
6.8.5 光明前景展望 155
6.9 小结 155
6.10 习题 156
第7章 物联网工程实战 157
7.1 物联网工程应用 157
7.1.1 物联网应用系统结构 157
7.1.2 电路原理图 158
7.1.3 模拟传感器实验电路 159
7.2 模拟传感器参数采集 160
7.2.1 多路模拟电子开关 160
7.2.2 模拟信号采样编程 161
7.3 数字传感器参数采集 163
7.3.1 多参数气体传感器PTQS1005 163
7.3.2 多参数气体传感器PTQS1005数据通信编程 166
7.4 传感器数据显示 168
7.4.1 彩色LCD液晶触摸串口屏 168
7.4.2 串口液晶屏显示控制编程 169
7.5 将传感器数据传送到云端 171
7.5.1 物联网云平台功能 172
7.5.2 物联网云平台通信协议 172
7.5.3 数据上云传输编程 174
7.6 云计算决策远程控制 175
7.6.1 物联网云平台远程控制操作步骤 175
7.6.2 物联网云平台远程控制设备端编程 176
7.7 物联网自组网技术实战 178
7.7.1 物联网自组网技术 178
7.7.2 自组网通信编程1：传感器阵列自组网 181
7.7.3 自组网通信编程2：雾计算服务节点 188
7.7.4 自组网通信编程3：本地执行设备净化器 200
7.7.5 自组网通信编程4：本地执行设备开窗器 203
7.7.6 自组网通信编程5：本地执行设备制氧机 207
7.8 小结 209
7.9 习题 210
后记 211
参考文献 212



---------------------------物联网安全（原书第2版）---------------------------


译者序
关于作者
关于审校人员
前言
第1章　勇敢的新世界 1
1.1　物联网的定义 2
1.2　网络安全与物联网安全 4
1.3　物联网的现状 5
1.3.1　基于物联网赋能的电网 6
1.3.2　交通运输系统的现代化 7
1.3.3　智能制造 8
1.3.4　遍布全球的智慧城市 8
1.3.5　跨行业协作的重要性 9
1.4　物联网生态系统 10
1.4.1　物理设备与控制器 11
1.4.2　互联互通 14
1.4.3　消息传输协议 17
1.4.4　数据汇聚 20
1.4.5　数据抽象 21
1.4.6　应用 21
1.4.7　协作与处理 23
1.5　物联网的未来 24
1.5.1　自治系统 24
1.5.2　认知系统 24
1.6　本章小结 25
第2章　漏洞、攻击及应对措施 26
2.1　威胁、漏洞和风险概述 26
2.1.1　信息保障的经典核心要求 26
2.1.2　威胁 28
2.1.3　漏洞 28
2.1.4　风险 29
2.2　攻击与应对措施概述 30
2.2.1　常见的物联网攻击类型 30
2.2.2　攻击树 32
2.2.3　故障树和信息物理系统 36
2.2.4　针对信息物理系统的攻击实例剖析 38
2.3　当前针对物联网的攻击手段 40
2.4　经验教训以及系统化方法的运用 44
2.5　本章小结 53
第3章　物联网设备的安全开发方法 54
3.1　安全开发生命周期 54
3.1.1　瀑布式开发 55
3.1.2　螺旋式开发 58
3.1.3　敏捷开发 60
3.1.4　DevOps 63
3.2　非功能性需求的处理 65
3.2.1　信息安全 66
3.2.2　功能安全 69
3.2.3　韧性 70
3.3　软件透明性需求 71
3.3.1　自动化的安全分析 71
3.3.2　研究团体的参与 72
3.4　本章小结 73
第4章　物联网设备的安全设计 74
4.1　物联网安全开发所面临的挑战 74
4.1.1　加快上市速度带来的影响 75
4.1.2　联网设备面临着纷至沓来的攻击 75
4.1.3　物联网设备给用户隐私带来了新的威胁 76
4.1.4　物联网产品与系统可能遭受物理入侵 76
4.1.5　经验丰富的安全工程师一将难求 77
4.2　安全设计的目标 77
4.2.1　设计能够抵御自动化攻击的物联网系统 78
4.2.2　设计能够保证连接点安全的物联网系统 78
4.2.3　设计能够保障机密性与完整性的物联网系统 80
4.2.4　设计功能安全的物联网系统 82
4.2.5　设计采用硬件保护措施的物联网系统 83
4.2.6　设计能够保证可用性的物联网系统 85
4.2.7　设计具备韧性的物联网系统 86
4.2.8　设计合规的物联网系统 90
4.3　本章小结 92
第5章　物联网安全运维生命周期 93
5.1　制定安全策略 94
5.2　定义系统角色 95
5.3　网关与网络的安全配置 96
5.3.1　确保WSN的安全 96
5.3.2　端口、协议与服务 97
5.3.3　网关 99
5.3.4　网络服务 100
5.3.5　网络分段与网络访问控制 100
5.4　设备引导与安全配置 100
5.5　威胁情报与漏洞跟踪体系的构建 102
5.5.1　漏洞跟踪 102
5.5.2　威胁情报 102
5.5.3　蜜罐 103
5.6　资产管理 103
5.7　密钥与证书的管理 104
5.8　账户、口令与授权的管理 105
5.9　固件管理与补丁更新 106
5.10　系统监控 106
5.11　相关人员的安全培训 108
5.11.1　面向员工的安全意识培训 108
5.11.2　针对物联网的安全管理培训 108
5.12　开展渗透测试 109
5.13　合规性管理 112
5.13.1　HIPAA 114
5.13.2　GDPR 114
5.13.3　合规性监控 114
5.14　安全事件管理 115
5.15　末期维护 116
5.16　本章小结 117
第6章　物联网安全工程中的密码学基础 118
6.1　密码学及其在保障物联网安全方面的作用 119
6.1.1　物联网中密码学基础算法的类型及用途 120
6.1.2　加密与解密算法 120
6.1.3　散列算法 124
6.1.4　数字签名算法 125
6.1.5　随机数生成算法 129
6.1.6　密码套件 130
6.2　密码模块原理 131
6.3　密钥管理基础 136
6.3.1　密钥生成 137
6.3.2　密钥建立 137
6.3.3　密钥导出 138
6.3.4　密钥存储 139
6.3.5　密钥托管 140
6.3.6　密钥生命周期 140
6.3.7　密钥清零 140
6.3.8　登记和管理 141
6.3.9　密钥管理相关建议总结 142
6.4　针对物联网协议加密控制措施的分析 143
6.4.1　物联网通信协议中的加密控制措施 143
6.4.2　物联网消息传输协议中的加密控制措施 146
6.5　物联网密码学的未来走向 147
6.5.1　加密的灵活性 148
6.5.2　后量子时代的加密技术 149
6.6　本章小结 149
第7章　物联网的身份标识与访问控制管理解决方案 150
7.1　物联网IAM介绍 150
7.2　身份标识生命周期 153
7.2.1　建立命名规则和唯一性要求 153
7.2.2　安全引导 155
7.2.3　认证信息和属性分发 157
7.2.4　账户监视和控制 158
7.2.5　账户更新 158
7.2.6　账户停用 158
7.2.7　账户或认证信息的撤销或删除 159
7.3　认证信息 159
7.3.1　口令 159
7.3.2　对称密钥 160
7.3.3　证书 160
7.3.4　生物特征 162
7.3.5　对物联网设备的授权 162
7.4　物联网IAM基础架构 163
7.4.1　802.1x 163
7.4.2　物联网PKI 163
7.5　授权和访问控制 168
7.5.1　OAuth 2.0 168
7.5.2　发布或订阅协议中的授权和访问控制 169
7.5.3　通信协议内的访问控制 170
7.5.4　基于区块链账本的去中心化信任 170
7.6　本章小结 172
第8章　物联网设备隐私泄露风险的缓解 173
8.1　物联网带来的隐私泄露挑战 174
8.1.1　复杂的共享环境 174
8.1.2　元数据中隐私信息的泄露 175
8.1.3　针对证书的新型隐私保护方法 176
8.1.4　隐私保护对物联网安全系统的影响 177
8.1.5　新型监控手段 177
8.2　物联网隐私影响评估指南 178
8.2.1　概述 178
8.2.2　政府部门 180
8.2.3　采集信息的刻画 180
8.2.4　采集信息的使用 182
8.2.5　安全 183
8.2.6　通知 184
8.2.7　数据驻留 184
8.2.8　信息共享 184
8.2.9　补救措施 185
8.2.10　审计和问责 185
8.3　隐私保护设计 186
8.4　隐私工程建议 188
8.4.1　机构中的隐私保护 188
8.4.2　隐私工程专家 189
8.4.3　隐私工程工作内容 189
8.4.4　隐私保护现状 190
8.5　本章小结 192
第9章　制定物联网合规性监管程序 193
9.1　物联网的合规性 194
9.1.1　以合规方式开展物联网系统的构建 195
9.1.2　物联网合规性监管程序实例 196
9.2　复杂合规环境 208
9.2.1　物联网合规面临的挑战 208
9.2.2　现有物联网合规性标准的分析 208
9.3　本章小结 211
第10章　物联网的云端安全 212
10.1　云在物联网系统中的作用 212
10.1.1　保障云端安全的理论方法 213
10.1.2　重回边缘 214
10.2　雾计算的概念 215
10.3　物联网云服务面临的威胁 216
10.4　物联网系统的云端安全服务 218
10.4.1　设备加载 218
10.4.2　密钥与证书管理 224
10.4.3　策略管理 225
10.4.4　持久化配置管理 227
10.4.5　网关安全 228
10.4.6　设备管理 229
10.4.7　合规监管 230
10.4.8　安全监控 230
10.5　本章小结 231
第11章　物联网安全事件响应与取证分析 232
11.1　功能安全和信息安全面临的威胁 233
11.2　物联网事件响应方案的制定、规划与实施 235
11.2.1　事件响应计划 235
11.2.2　云服务供应商所扮演的角色 238
11.2.3　物联网事件响应团队的构成 239
11.2.4　沟通计划 239
11.2.5　机构中事件响应计划的演练 240
11.3　检测与分析 240
11.3.1　对已遭受入侵系统的分析 242
11.3.2　涉及物联网设备的分析 243
11.3.3　响应等级提升与监控 243
11.3.4　抑制、消除与恢复 244
11.3.5　事后工作（恢复） 245
11.4　物联网取证 245
11.4.1　事后的设备取证 246
11.4.2　用于破案的新兴数据源 248
11.5　本章小结 249



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