[套装书]物联网安全（原书第2版）+工业物联网安全（2册）

作者
[美] 布莱恩·罗素（Brian Russell） 德鲁·范·杜伦（Drew Van Duren） [美] 斯拉瓦尼·巴塔查尔吉（Sravani Bhattacharjee）
丛书名
网络空间安全技术丛书
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782004201534
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------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。 ---------------------------工业物联网安全--------------------------- 本书为读者提供了针对IIoT安全各个方面的综合理解，以及用来构建部署安全IIoT解决方案的实践技术。书中介绍IIoT安全的基本原则、威胁模型、参考架构，以及现实生活中的实例分析学习，涵盖了用来设计基于风险安全控制方案的各种实用工具，并且深入讨论了多层防御相关技术，包括IAM、终端安全、互联技术以及基于边界和云环境的应用。IIoT研究人员、安全专家、架构师、开发人员等能够从本书中获得保护IIoT生命周期流程、标准化、治理与评估新兴技术（比如区块链、人工智能以及机器学习）适用性方面的实用经验，从而实现成规模、可靠且具有社会效益的互联系统。
目录



---------------------------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



---------------------------工业物联网安全---------------------------


译者序
序言
前言
作者简介
评审者简介
免责声明
第1章　一个前所未有的机会 1
1.1　定义工业物联网 2
1.1.1　工业物联网、工业互联网以及工业4.0 3
1.1.2　消费者与工业物联网 5
1.2　工业物联网安全：一种商业必然 6
1.3　网络安全与网络物理物联网安全 7
1.4　工业“物”、连接和运维技术 9
1.4.1　运维技术 9
1.4.2　机器对机器 10
1.4.3　SCADA、DCS和PLC概述 10
1.4.4　工业控制系统架构 11
1.5　IT和OT结合：真正的含义 15
1.6　工业物联网部署架构 16
1.7　IT和OT安全基础的差异 18
1.7.1　操作优先级 18
1.7.2　攻击面和威胁对象 19
1.8　工业威胁、漏洞和风险因素 22
1.8.1　威胁和威胁对象 22
1.8.2　漏洞 24
1.8.3　风险 25
1.9　网络物理攻击的演变 26
1.10　工业物联网用例：检查网络风险缺口 27
1.10.1　能源和智能电网 28
1.10.2　制造业 28
1.10.3　工业控制系统中的网络攻击：Stuxnet案例学习 29
1.10.4　智慧城市和自主交通 31
1.10.5　医疗保健和药品 31
1.10.6　针对医疗企业的恶意软件攻击：WannaCry案例学习 32
1.11　总结 33
第2章　工业物联网数据流和安全架构 34
2.1　工业物联网攻击、对策和威胁模型初探 34
2.1.1　攻击面和攻击向量 35
2.1.2　攻击树 37
2.1.3　故障树分析 37
2.1.4　威胁建模 39
2.2　工业物联网系统的可信度 41
2.3　工业大数据管道和架构 42
2.4　工业物联网安全架构 45
2.4.1　业务视角 45
2.4.2　使用视角 45
2.4.3　功能视角 46
2.4.4　实现视角 47
2.4.5　工业物联网架构模式 47
2.4.6　工业物联网安全架构构建块 50
2.4.7　四层工业物联网安全模型 52
2.5　总结 54
第3章　工业物联网中的身份和访问管理 55
3.1　身份和访问控制初探 56
3.1.1　身份识别 56
3.1.2　身份认证 57
3.1.3　授权 57
3.1.4　账户管理 58
3.2　工业物联网中IAM的区别性特征 58
3.2.1　工业物联网端点的多样性 58
3.2.2　关于资源受限和棕地的考虑 59
3.2.3　物理安全性和可靠性 59
3.2.4　自治和可扩展性 59
3.2.5　缺少事件记录 60
3.2.6　基于订阅的模型 60
3.2.7　越来越复杂的身份攻击 60
3.2.8　基于风险的访问控制策略 61
3.3　贯穿设备生命周期的身份管理 61
3.4　工业物联网的身份认证和授权框架 62
3.4.1　基于密码的身份认证 62
3.4.2　生物识别技术 64
3.4.3　多因素身份认证 64
3.4.4　基于密钥的身份认证 65
3.4.5　零知识密钥 68
3.4.6　基于证书的身份认证 68
3.5　信任模型：公钥基础设施和数字证书 69
3.6　工业物联网的PKI证书标准 70
3.6.1　ITU-T X.509 70
3.6.2　IEEE 1609.2 71
3.6.3　工业物联网部署中的证书管理 73
3.7　为物联网访问控制扩展OAuth 2.0授权框架 73
3.8　IEEE 802.1X 74
3.9　消息协议中的身份支持 75
3.9.1　MQTT 75
3.9.2　CoAP 75
3.9.3　DDS 75
3.9.4　REST 75
3.10　监控和管理功能 76
3.10.1　活动记录支持 76
3.10.2　支持撤销和OCSP 76
3.11　为工业物联网部署构建IAM策略 77
3.12　总结 79
第4章　端点安全与可信度 80
4.1　定义IIoT端点 81
4.1.1　动机和基于风险的端点保护 81
4.1.2　资源受限的端点保护 83
4.1.3　棕地场景考虑 84
4.2　端点安全支持技术 84
4.3　IIoT端点漏洞 86
4.4　建立硬件信任 88
4.4.1　硬件安全组件 89
4.4.2　信任根：TPM、TEE和UEFI 89
4.4.3　保护秘密或密封 90
4.5　端点身份认证和访问控制 90
4.6　初始化和启动过程完整性 91
4.7　建立操作阶段的端点信任 93
4.7.1　安全更新 93
4.7.2　可信的执行生态系统 94
4.8　端点数据完整性 95
4.8.1　端点配置和管理 96
4.8.2　端点可见性和控制 96
4.9　使用隔离技术的端点安全 97
4.9.1　进程隔离 97
4.9.2　容器隔离 98
4.9.3　虚拟隔离 98
4.9.4　物理隔离 100
4.10　端点物理安全 100
4.11　启用机器学习的端点安全 100
4.12　端点安全测试和认证 101
4.13　端点保护行业标准 102
4.14　总结 103
第5章　确保连接和通信安全 104
5.1　网络、通信和连接的定义 105
5.2　区分IIoT连接的功能 106
5.2.1　确定行为 107
5.2.2　互操作性：专有与开放标准 108
5.2.3　性能特征：延迟、抖动和吞吐量 108
5.2.4　隔离网络消失的遗留网络 109
5.2.5　访问资源受限的网络 109
5.2.6　由连接引发的巨大变迁 109
5.3　IIoT连接架构 110
5.3.1　多层IIoT安全连接架构 111
5.3.2　分层数据总线架构 113
5.4　IIoT连接保护控制 114
5.4.1　安全隧道和VPN 114
5.4.2　密码学控制 115
5.4.3　网络分段 115
5.4.4　工业非军事区 116
5.4.5　防火墙和过滤的边界防御 116
5.4.6　全面的访问控制 117
5.4.7　核心和边界网关 118
5.4.8　单向网关保护 119
5.4.9　资产的发现、可见性和监控 120
5.4.10　物理安全：第一道防线 121
5.5　IIoT连接标准和协议的安全评估 121
5.6　现场总线协议 122
5.7　连接框架标准 124
5.7.1　数据分发服务 125
5.7.2　oneM2M 127
5.7.3　开放平台通信统一架构 128
5.7.4　Web服务和HTTP 130
5.8　连接传输标准 131
5.8.1　传输控制协议 131
5.8.2　用户数据报协议 131
5.8.3　MQTT和MQTT-SN 132
5.8.4　约束应用程序协议 133
5.8.5　高级消息队列协议 133
5.9　连接网络标准 134
5.10　数据链路和物理访问标准 134
5.10.1　IEEE 802.15.4 WPAN 134
5.10.2　IEEE 802.11无线局域网 134
5.10.3　蜂窝通信 135
5.10.4　无线广域网标准 135
5.11　总结 136
第6章　保护IIoT边界、云端与应用 137
6.1　定义边界、雾与云计算 138
6.2　IIoT云安全架构 140
6.2.1　受保护的工业场地 141
6.2.2　受保护的边界智能 141
6.2.3　安全边界云传输 141
6.2.4　安全云服务 142
6.3　云安全：共享责任模型 142
6.4　深度防御云安全策略 142
6.5　基础设施安全 144
6.6　身份与访问管理 144
6.7　应用安全 145
6.7.1　微服务架构 147
6.7.2　容器安全 147
6.7.3　凭据存储与电子仓库 148
6.8　数据保护 148
6.9　数据加密 149
6.10　保护数据生命周期 150
6.11　云安全操作生命周期 151
6.11.1　业务连续性计划与灾难恢复 151
6.11.2　安全补丁管理 152
6.11.3　安全监控 152
6.11.4　漏洞管理 153
6.11.5　威胁情报 154
6.11.6　事件响应 154
6.12　安全设备管理 155
6.13　云安全标准与合规性 156
6.14　IIoT云平台案例学习 156
6.14.1　案例1：Predix IIoT平台 157
6.14.2　案例2：Microsoft Azure IoT系统 158
6.14.3　案例3：Amazon AWS IoT系统 159
6.15　云安全评估 161
6.16　总结 162
第7章　安全流程与治理 164
7.1　统一安全治理所面临的挑战 165
7.2　保护IIoT生命周期的各个阶段 166
7.2.1　业务案例 166
7.2.2　系统定义 167
7.2.3　开发阶段 168
7.2.4　部署阶段 169
7.2.5　操作使用阶段 171
7.3　理解安全角色 171
7.3.1　解决方案提供商 172
7.3.2　硬件制造商 172
7.3.3　工业治理部门 173
7.3.4　解决方案所有方 174
7.4　IIoT安全项目的组成要素 174
7.4.1　风险评估 175
7.4.2　执行标准 175
7.4.3　安全策略 175
7.4.4　安全监控 177
7.4.5　安全分析 177
7.4.6　事件响应与管理 178
7.4.7　安全审计 179
7.5　安全成熟度模型 180
7.6　IIoT安全项目的实现过程 181
7.6.1　建立IIoT安全小组 181
7.6.2　确立执行标准 182
7.6.3　对风险进行评估与管理 182
7.6.4　对第三方安全进行管理 182
7.6.5　执行安全策略 183
7.6.6　持续监控与分析 183
7.6.7　进行安全培训 184
7.6.8　实现事件管理 184
7.6.9　定义安全审计 184
7.6.10　对安全流程进行改进与完善 185
7.7　总结 185
第8章　利用新兴技术实现IIoT安全 186
8.1　用来保护IIoT交易过程的区块链技术 187
8.1.1　公共与私有区块链 188
8.1.2　区块链中的数字身份识别 188
8.1.3　保护供应链 189
8.1.4　区块链所面临的挑战 189
8.2　认知对策：AI、机器学习与深度学习 190
8.3　时间敏感网络：下一代工业互联技术 194
8.3.1　时钟同步 195
8.3.2　流量调度 195
8.3.3　网络与系统配置 196
8.3.4　TSN系统安全 196
8.4　其他研究热点 197
8.5　总结 198
第9章　IIoT安全案例学习 199
9.1　案例1：对一次现实网络物理攻击进行分析 200
9.1.1　背景与影响 200
9.1.2　事件经过 200
9.1.3　攻击行为的深入剖析 202
9.1.4　网络物理防御：经验教训 204
9.2　案例2：构建成功的IIoT安全项目 204
9.2.1　背景 205
9.2.2　定义安全项目 205
9.2.3　实现 206
9.2.4　结论 207
9.3　案例3：基于ISA/IEC 62443标准的工业端点保护 207
9.3.1　背景 208
9.3.2　解决方案 208
9.3.3　结论 208
9.4　总结 209
第10章　未来发展方向 210
10.1　一个分布式自主的时代 210
10.2　端点安全 211
10.3　标准和参考架构 211
10.4　工业合作 212
10.5　互操作性 213
10.6　棕地中的绿色区域 213
10.7　技术趋势 214
10.8　总结 215
附录A　参考资料 216
附录B　安全标准 223



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