Securing IoT Applications using Blockchain: A Survey
物联网（IoT）已成为自动化和智能计算背后的指导技术。物联网系统的主要问题之一是缺乏隐私和安全保护计划来控制访问和确保数据的安全性。大多数安全问题是由于物联网系统的集中式架构而出现的。另一个问题是缺乏适当的身份验证和访问控制方案来限制对物联网设备生成的信息的访问。因此，出现的问题是如何确保设备或通信节点的身份。在无信任环境中安全操作的答案将我们带到了区块链的分散解决方案。在物联网和区块链的融合领域一直在进行大量研究，并在解决物联网领域的一些重大问题方面取得了一些显着进展。这项工作回顾了物联网环境中的挑战和威胁，以及与区块链的集成如何解决其中的一些问题。
2020-06-05 cs.CR
Blockchain and Deep Learning-Based IDS for Securing SDN-Enabled Industrial IoT Environments
针对SDN架构在IIoT环境中引发的安全威胁，提出一种集成CNN的IDS与区块链系统的联合方法，分别增强应用层与网络层安全，有效检测并降低命令注入等攻击影响。
2023-12-31 cs.CR cs.NI
Securing IoT Devices in Smart Cities: A Review of Proposed Solutions
本文针对智慧城市中物联网设备资源有限、易受攻击且安全影响范围广的问题，综述了轻量级密码学、PUFs、区块链三类设备级安全方案的优劣，指出需更实用可扩展的资源高效安全机制。
2025-10-01 cs.CR
Securing Wireless Communications of the Internet of Things from the Physical Layer, An Overview
物联网（IoT）的安全性正受到相当大的关注，因为许多IoT设备的低功率约束和复杂性特征限制了传统加密技术的使用。本文概述了最近在物理层保护物联网无线通信的替代方法方面的研究工作，特别是密钥生成和物理层加密的关键主题。这些方案可以实现并且是轻量级的，因此为提供有效的物联网无线安全提供了实用的解决方案。未来的研究，使基于物联网的物理层安全性更加强大和普及也包括在内。
2017-08-17 cs.CR cs.IT math.IT
Securing the Internet of Things in the Age of Machine Learning and Software-defined Networking
物联网（IoT）实现了一个愿景，即从我们的身体内部到地球上最偏远的地区，数十亿个互联设备几乎无处不在。随着物联网将很快渗透到我们生活的各个方面，并且可以从任何地方访问，解决关键的物联网安全威胁现在比以往任何时候都更加重要。传统的安全方法是事后的想法，并作为一个“补丁”对已知的攻击是不够的。事实上，下一代物联网的挑战将需要一个新的安全设计愿景，主动解决威胁，物联网设备学会动态适应不同的威胁。为此，机器学习和软件定义网络将是为物联网设备提供可重构性和智能的关键。在本文中，我们首先提供了一个分类，并调查了物联网安全研究的最新技术水平，并提供了一个与机器学习和软件定义网络的应用相关的具体研究挑战的路线图，以解决现有和下一代物联网安全威胁。
2018-06-11 cs.CR
MagicPairing: Apple's Take on Securing Bluetooth Peripherals
大型物联网（IoT）部署中的设备配对对于设备制造商和用户来说是一个挑战。蓝牙提供了一个非常顺利的信任第一次使用配对体验。然而，蓝牙在配对过程中的安全缺陷是众所周知的。在本文中，我们分析了Apple如何提高蓝牙配对的安全性，同时仍然保持其可用性和规范合规性。位于蓝牙之上的专有协议称为MagicPairing。它使用户能够将设备与Apple的生态系统配对一次，然后将其与所有其他Apple设备无缝使用。我们分析这两个，该协议提供的安全属性，以及它的实现。一般来说，MagicPairing可以被其他物联网供应商采用，以提高蓝牙安全性。尽管整个协议设计良好，但我们通过空中和进程内模糊识别在Apple的实现中发现了多个漏洞。
2020-05-14 cs.CR cs.NI
LEADER: Low Overhead Rank Attack Detection for Securing RPL based IoT
近年来，研究人员在低功耗有损网络路由协议（RPL）中发现了几个安全漏洞，其中排名攻击是一个主要的漏洞，通过创建虚假拓扑对网络造成不利影响。为了解决这个问题，我们提出了一个低开销的秩攻击检测方案，用于物联网中使用的RPL的非存储模式，以处理增加和减少秩攻击。因此，我们修改了RPL面向目的地的有向无环图（DODAG）形成算法，以检测排名攻击拓扑结构的形成和维护。该算法的分布式模块运行在所有参与节点，而集中式模块运行在汇。与许多现有的方案不同，我们不发送额外的控制消息，通过简单地修改DAO控制消息，使该方案的开销低。此外，轻量级消息认证码（HMAC-LOCHA）用于验证节点和信宿之间交换的控制消息的完整性和真实性。所提出的方案的正确性，建立通过使用多个测试用例场景的具体证明。最后，所提出的方案的性能进行了评估，理论上和通过基于Contiki的Cooja模拟器的仿真。理论评估证明了该方案的能量效率。仿真结果表明，我们的计划优于一个国家的最先进的秩攻击检测方案的检测精度，误报率或漏报率和能源消耗，同时也保持可接受的网络性能，如改善检测延迟和平均数据包交付率。
2020-11-25 cs.CR cs.NI
Multi-level trust-based intelligence schema for securing of internet of things (IoT) against security threats using cryptographic authentication
物联网（IoT）能够提供对链接的、通用的和智能的节点的预测，这些节点在提供服务时具有自主交互。由于物联网事物的广泛开放性、相对较高的处理能力和广泛分布，它们是灰洞攻击的理想选择。在灰洞攻击中，攻击者将自己伪装成到达目的地的最短路径。这会导致路由数据包无法到达目的地。该方法基于AODV路由协议，并以MTISS-IoT名称提出，这意味着使用校验节点信息减少灰洞攻击。本文提出了一种基于密码认证的混合方法。提出的方法包括四个阶段，如验证物联网中的节点信任，测试路由，灰洞攻击发现，并在MTISS-IoT恶意攻击消除过程。该方法是通过在NS-3环境中进行广泛的模拟评估。四个场景的实验结果表明，MTISS-IoT方法可以实现14.104%的误报率，17.49%的误报率，以及94.5%的检测率灰洞攻击发起。
2020-01-15 cs.CR
Fortress: Securing IoT Peripherals with Trusted Execution Environments
本文提出Fortress，一种利用可信执行环境隔离外设I/O内存，限制系统软件访问，保护物联网敏感数据隐私的通用设计，并通过I2S音频外设验证其安全性与可接受开销。
2023-12-20 cs.CR
Enhancing AES Using Chaos and Logistic Map-Based Key Generation Technique for Securing IoT-Based Smart Home
物联网（IoT）为人类和机器通过互联网相互通信带来了新的方式。虽然传感器驱动的设备在很大程度上缓解了我们的日常生活，但大多数物联网基础设施一直面临安全挑战。自物联网出现以来，轻量级块密码一直是智能和基于传感器的应用的更好选择。当公钥基础设施在全球范围内占据主导地位时，诸如高级加密标准（AES）的对称密钥加密显示出与灵巧家庭物联网设备一起使用的巨大前景。如所调查的，混沌驱动的逻辑映射显示出巨大的潜力，以确保物联网对齐的实时数据通信。与基于混沌的调度技术同步的逻辑映射的不可预测性和随机性特征可以为构建用于数据机密性、可用性和完整性的特定动态密钥传播技术铺平道路。受AES和混沌密码学安全前景的启发，本文提出了一种基于三维S盒的密钥调度技术。逻辑地图算法已被纳入，以提高安全性。所提出的方法适用于轻量级物联网设备，如灵巧家庭电器。这项工作确定了在信息传输之前，看似混乱的情况如何加速所需的密钥启动。所提出的模型进行评估的基础上所需的智能家居传感器设备的密钥生成延迟。
2022-03-30 cs.CR
zk-IoT: Securing the Internet of Things with Zero-Knowledge Proofs on Blockchain Platforms
本文提出 zk-IoT 框架，通过在区块链上结合零知识证明技术，确保受损 IoT 设备的固件执行与数据处理完整性，实现设备间安全通信，实验验证了其可行性与高效性。
2024-02-19 cs.CR
Securing Cloud-Based Internet of Things: Challenges and Mitigations
本文针对物联网及云化部署带来的网络安全与隐私挑战，系统调查了PaaS/IaaS模式下物联网服务面临的主要安全威胁，并提出主动缓解策略以增强整体安全性。
2024-12-31 cs.CR
Securing IoT Devices by Exploiting Backscatter Propagation Signatures
低功耗无线电技术为物联网（IoT）进入我们的日常生活提供了许多机会，而它们的极简设计也使物联网设备容易受到许多主动攻击。最近的进展使用天线阵列来提取细粒度的物理层签名以识别攻击者，这增加了物联网设备的能源和硬件成本负担。在本文中，我们提出了ShieldScatter，一个轻量级的系统，重视低成本的标签单天线设备，以屏蔽系统免受主动攻击。ShieldScatter的关键见解是通过仔细部署标签来有意创建多路径传播签名。这些特征可用于构建敏感的配置文件，以识别信号到达的位置，从而检测威胁。此外，我们还设计了一个标签随机方案和多接收器组合的方法来检测一个强大的攻击者谁拥有强大的先验知识的合法用户。我们使用USRP和标签对ShieldScatter进行原型设计，以在各种环境中评估我们的系统。结果表明，即使强大的攻击者靠近合法设备，ShieldScatter也可以减轻95%的攻击尝试，同时仅对7%的合法流量触发错误警报。
2021-05-31 cs.CR
Securing IoT Apps with Fine-grained Control of Information Flows
物联网正在迅速发展，消费者现在可以使用许多连接的设备。随着这种增长，从智能手机管理设备的物联网应用程序引起了重大的安全问题。通常，这些应用程序通过敏感凭据（如电子邮件和密码）进行保护，这些凭据需要通过特定服务器进行验证，因此需要访问Internet的权限。不幸的是，即使开发人员是善意的，这样的应用程序也可能是不容易保护的，以保证用户的凭据不会泄露给互联网上未经授权的服务器。例如，如果应用依赖于第三方库（许多应用都依赖于第三方库），则这些库可能会捕获和泄漏敏感凭据。应用程序中的错误还可能导致泄漏凭据的可利用漏洞。本文介绍了我们正在进行的一个原型工作，该原型使开发人员能够控制应用程序内的信息如何从敏感的UI数据流向特定的服务器。我们扩展了FlowFence来对敏感的UI数据执行细粒度的信息流策略。
2018-11-03 cs.CR
Securing the Future: Proactive Threat Hunting for Sustainable IoT Ecosystems
Carleton University（卡尔顿大学）
本文针对物联网设备安全问题，提出将主动威胁狩猎结合CVSS类安全指标集成到消费平台的策略，可提前清除威胁、延长设备寿命、提升用户安全意识，助力构建安全可持续的物联网生态。
2024-06-21 cs.AI cs.CR cs.CY
Towards Secure IoT: Securing Messages Dissemination in Intelligent Traffic Systems
几年前，物联网中的汽车领域被视为理论概念，今天我们已经看到了不仅无人驾驶汽车的可能性，而且物联网在智能车辆中的应用，包括停车，维护环境，保护生命和平滑车辆运动。我们意识到迫切需要在车载自组织网络（VANET）中使用简单高效的安全协议来实现网络节点的快速移动，并利用沿途基站网关的存在将协议继承到不同的VANET中，这将减少通信开销时间的初始化和每次节点传递到新基站区域时的安全密钥初始化。本文将传感器网络中的安全协议应用到VANET中，实现了VANET的安全通信，仿真分析表明，VANET实现了实际的安全通信，并可以继承到其他子VANET中。本文的贡献是增强拟议的协议，尽可能少的密码计算开销，使其适用于使用安全原语的VANET的高移动性的性质;这保证了安全性，同时允许快速认证车辆通过一个VANET到下一个取决于其在交通网络中的方向。
2019-07-23 cs.CR
Securing IoT Communications via Anomaly Traffic Detection: Synergy of Genetic Algorithm and Ensemble Method
针对物联网网络易受安全威胁的问题，提出结合遗传算法与集成方法的三阶段异常检测框架，经实验验证准确率达98%，能有效提升物联网网络安全性。
2025-10-21 cs.CR
Securing Operating Systems Through Fine-grained Kernel Access Limitation for IoT Systems
针对物联网嵌入式应用缺乏自动化、细粒度Seccomp配置的问题，提出静态依赖系统调用分析方法，利用控制流与数据依赖建立API到系统调用及参数的映射，生成细粒度内核访问限制配置。
2025-10-04 cs.CR
A method based on encryption and node rating for securing the RPL protocol communications in the IoT ecosystem
物联网（IoT）为全球数十亿设备提供了相互通信的可能性，并且数据是自主收集的。设备生成的大数据应该得到安全管理。由于安全挑战，如恶意节点，许多方法无法响应这些问题。在本文中，一个强大的混合方法，包括加密，被用来作为一个有效的方法来解决RPL协议的关注，使设备连接安全。因此，所提出的用于保护RPL协议的DSH-RPL方法包括以下四个阶段：第一阶段创建可靠的RPL。第二阶段检测天坑攻击。第三阶段对检测到的恶意节点进行加密，第四阶段通过加密传输数据。仿真结果表明，与SecTrust-RPL和IBOOS-RPL相比，DSH-RPL的误报率分别降低了18.2%和23.1%，漏报率分别降低了16.1%和22.78%，数据包投递率分别提高了19.68%和25.32%，检测率分别提高了26%和31%。
2020-11-21 cs.CR cs.CY
Securing Smart Homes via Software-Defined Networking and Low-Cost Traffic Classification
物联网设备由于缺乏行业范围的安全标准，已成为各种网络攻击的热门目标。在这项工作中，我们专注于灵巧家庭物联网设备识别和防御分布式拒绝服务（DDoS）攻击。建议的框架通过使用基于VLAN的网络隔离来保护灵巧家庭。该架构有两个子网：一个是未验证的设备，另一个是已验证的设备，两者都由SDN控制器管理。轻量级的无状态流为基础的功能，包括TCP，UDP协议的百分比，数据包计数和大小，IP多样性比率，提出了有效的功能集合。执行进一步的分析以最小化要在灵巧家庭网络中的资源受限边缘设备上运行的训练数据。三种流行的机器学习算法，包括K-近邻，随机森林和支持向量机，用于对物联网设备进行分类并检测不同类型的DDoS攻击，包括TCP-SYN，UDP和DDoS攻击。该系统的有效性和效率通过模拟由Open vSwitch、Faucet SDN控制器和来自两个不同测试床的多个物联网设备跟踪组成的网络进行评估。
2021-06-16 cs.CR
Securing the Future Internet of Things with Post-Quantum Cryptography
传统和轻量级的密码原语和协议对于量子攻击是不安全的。因此，使用传统或轻量级加密原语和协议的实时应用程序不能确保完全证明的安全性。后量子密码学对于物联网（IoT）非常重要，因为它可以抵御量子攻击。本文提供了物联网网络后量子密码学的广泛文献分析，包括在实时应用中采用的挑战和研究方向。这项工作的重点是对资源受限设备有用的后量子密码系统。此外，这些量子攻击进行调查，这可能会发生在传统的和轻量级的密码原语。
2022-06-21 cs.CR
How Memory-Safe is IoT? Assessing the Impact of Memory-Protection Solutions for Securing Wireless Gateways
针对物联网无线网关内存漏洞威胁突出的问题，本文通过大规模实证分析内存漏洞情况，对比传统与新兴内存保护技术的特性与权衡，指出需结合用例与开销选择安全设计类内存保护方案。
2024-11-02 cs.CR
Rethinking IoT Security: A Protocol Based on Blockchain Smart Contracts for Secure and Automated IoT Deployments
物联网设备在社会中的扩散需要重新关注这些系统的使用和维护。基于物联网的系统将对社会产生巨大影响，因此这些系统必须具有保证的弹性。我们引入了基于密码的构建块，努力确保分布式物联网网络在其整个生命周期中保持健康状态。我们提出的解决方案利用以太坊区块链上的确定性和相互关联的智能合约，为强化的物联网设备实施安全管理和维护。调查的一个关键问题是用于保护物联网设备部署的协议开发以及与设备安全通信的方法。通过支持开放性、自动化和来源的价值观，我们可以引入新的手段来减少监视和盗窃的威胁，同时提高运营商对物联网技术的责任感和信任度。
2020-07-06 cs.CR cs.SE
IDIoT: Securing the Internet of Things like it's 1994
到2020年，将有超过200亿台物联网设备上线。要保护如此大量的低功耗、无UI、联网的设备，需要一种新的安全模式。我们认为，依赖于供应商合作的解决方案，如安全编码和平台更改，不太可能为大多数设备提供足够的防御。同样，监管办法也面临着一些限制其有效性的执行挑战。作为新范式的一部分，我们提出了IDIoT，一个物联网设备的网络安全策略执行框架。IDIoT通过将物联网设备限制在其必要的网络行为上来防止广泛的网络攻击。IDIoT简单有效，建立在数十年来久经考验的网络安全原则基础上，无需更改设备或云基础设施。
2017-12-11 cs.CR
VISCR: Intuitive & Conflict-free Automation for Securing the Dynamic Consumer IoT Infrastructures
消费者物联网的特点是具有不同功能和编程接口的异构设备。这种同质性的缺乏使得物联网基础设施的集成和安全管理成为用户和管理员的一项艰巨任务。在本文中，我们介绍了VISCR，这是一个独立于供应商的策略规范和冲突解决引擎，可以在物联网环境中实现无冲突的策略规范和执行。VISCR将物联网基础设施的拓扑结构转换为基于树的抽象，并将现有策略从异构供应商特定的程序设计语言（如基于Groovy的SmartThings，OpenHAB，基于IFTTT的模板和基于MUD的配置文件）转换为独立于供应商的基于图的规范。使用这两者，VISCR可以自动检测Rouge策略，冲突和错误，以实现一致的自动化。一旦检测到，VISCR会推断新的策略，并将其作为现有策略的替代方案提供给用户，以进行微调和无冲突执行。我们使用907个物联网应用程序的数据集评估了VISCR，这些应用程序在模拟的智能建筑物联网基础设施中使用异构自动化规范进行编程。在我们的实验中，在907个物联网应用程序中，VISCR将342个物联网应用程序暴露为一个或多个违规行为。VISCR检测到现有最先进工具报告的100%违规行为，同时在另外266个应用程序中检测到新类型的违规行为。在性能方面，VISCR可以在不到1.2秒的时间内生成400棵抽象树（用于指定策略），其中包含10万个叶节点。在我们的实验中，VISCR花了80.7秒来分析我们的907个应用程序的基…
2019-07-31 cs.CR cs.FL cs.PL
On Securing the Software Development Lifecycle in IoT RISC-V Trusted Execution Environments
Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校）；NEC Laboratories Europe（NEC欧洲实验室）；GMV Spain（GMV西班牙）
本文提出了一种新型工具包，使RISC-V TEE支持软件开发生命周期的关键功能，包括安全更新、迁移、状态连续性和可信时间，且性能开销极低。
2026-03-18 cs.CR
'They're all about pushing the products and shiny things rather than fundamental security' Mapping Socio-technical Challenges in Securing the Smart Home
不安全的连接设备不仅会对灵巧家庭业主造成严重威胁，还会对底层基础设施网络造成严重威胁。从物联网（IoT）供应商和最终用户的角度来看，学术界和监管机构对解决网络安全风险的兴趣越来越大。例如，除了目前的数据保护和网络安全法律框架外，英国政府还发起了“设计安全”运动。虽然已经有关于组织和个人如何管理自己的网络安全风险的工作，但目前尚不清楚物联网供应商在多大程度上支持最终用户以可用的方式对此类风险进行日常管理，以及是什么阻止了供应商改进此类支持。我们采访了物联网领域的13位专家，并确定了使物联网产品可用安全的三大类障碍：技术，法律和组织。在本文中，我们进一步讨论这些发现的政策含义，并提出一些建议。
2021-05-25 cs.CR cs.CY cs.HC
Securing Smart Home Edge Devices against Compromised Cloud Servers
灵巧家庭物联网系统通常依赖基于云的服务器进行组件之间的通信。虽然存在大量关于物联网安全的工作，但大多数工作都集中在保护客户端（即，IoT设备）。但是，云服务器也可能受到损害。现有方法通常不保护灵巧家庭系统免受受损的云服务器的影响。本文介绍了FIDELIUS：一个运行时系统，用于安全的基于云的存储和通信，即使在存在受损的服务器。FIDELIUS的设计是为间歇性上网的灵巧家庭系统量身定制的。特别是，它支持在与云的通信丢失的情况下对灵巧家庭设备的本地控制，并提供了一个使用事务的一致性模型，以减轻由于网络分区而可能出现的不一致性。我们已经实施了FIDELIUS，开发了一个使用FIDELIUS的灵巧家庭基准，并测量了FIDELIUS的性能和功耗。我们的实验表明，与商业Particle.io框架相比，FIDELIUS减少了超过50%的数据通信时间，并将电池寿命延长了2倍。与PyORAM相比，FIDELIUS的访问速度快4- 7倍，传输的数据少25- 43倍。
2020-06-23 cs.CR
Generative Adversarial Networks-Driven Cyber Threat Intelligence Detection Framework for Securing Internet of Things
本文提出一种基于GAN对抗训练和深度学习的两阶段入侵检测框架，用于保护6G物联网安全，实验表明其在检测入侵和对抗样本方面均具有高准确率与鲁棒性。
2023-04-12 cs.CR
Microservices in IoT Security: Current Solutions, Research Challenges, and Future Directions
近年来，物联网（IoT）技术在不同的重要领域（包括医疗保健，教育，农业，能源管理等）中出现了多种智能应用，物联网旨在通过互联网将多个智能设备（如传感器，监控系统和智能家电）互连，以控制，存储，交换和分析收集的数据。物联网环境中的主要问题是，它们可能存在潜在的漏洞，被恶意用户非法访问，这威胁到收集数据的安全和隐私。为了面对这个问题，最近已经使用基于微服务的架构进行了一些工作，以最大限度地减少与物联网数据相关的安全威胁和攻击。通过使用微服务，这些作品提供了可扩展，可重用和可重新配置的安全功能。在本文中，我们的目标是提供一个关于基于微服务的方法来保护物联网应用程序的调查。该调查将帮助从业者了解物联网安全领域持续存在的挑战，并探索新的和有前途的研究机会。据我们所知，本文是第一份调查使用微服务技术保护物联网应用的调查。
2021-05-17 cs.CR cs.SE
Integration of Digital Twin and Federated Learning for Securing Vehicular Internet of Things
本文提出一种集成数字孪生与层次联邦学习的车辆物联网异常检测模型，以解决集中式检测的高延迟、隐私泄露等问题，提高恶意活动检测准确性。
2023-07-25 cs.CR
Securing RC Based P2P Networks: A Blockchain-based Access Control Framework utilizing Ethereum Smart Contracts for IoT and Web 3.0
针对高度动态P2P网络访问控制难题，提出基于以太坊智能合约的区块链访问控制框架，包含ACC、JC和RC合约，结合CIA与STRIDE原则评估威胁，为物联网和Web 3.0提供灵活透明的去中心化安全方案。
2024-12-04 cs.CR cs.DC cs.NI
ThingPot: an interactive Internet-of-Things honeypot
Mirai分布式拒绝服务（DDoS）攻击利用了物联网（IoT）设备的安全漏洞，从而清楚地表明攻击者已经将IoT置于其雷达上。因此，保护物联网势在必行，但为了做到这一点，了解此类攻击者的策略至关重要。为此，本文提出并部署了一种名为ThingPot的新型物联网蜜罐。蜜罐技术模仿可能被攻击者利用的设备，并记录其行为以检测和分析所使用的攻击向量。ThingPot是同类产品中的第一个，因为它不仅关注物联网应用协议本身，而且关注整个物联网平台。使用XMPP和REST API实现概念验证，以模仿Philips Hue智能照明系统。ThingPot已经部署了1.5个月，通过捕获的数据，我们发现了针对智能设备的五种类型的攻击和攻击向量。ThingPot的源代码是开源的。
2018-07-11 cs.CR cs.NI
Securing Healthcare with Deep Learning: A CNN-Based Model for medical IoT Threat Detection
针对医疗物联网融合带来的网络安全挑战，本研究提出基于CNN的攻击检测方法，在含18类攻击的CICIoMT2024数据集上多任务准确率达99%，优于传统ML及DNN模型，有效提升医疗物联网安全防护能力。
2025-02-21 cs.AI cs.CR cs.LG
QERS: Quantum Encryption Resilience Score for Post-Quantum Cryptography in Computer, IoT, and IIoT Systems
Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）
本文提出QERS框架，通过整合密码学性能、系统限制和多准则决策分析，评估后量子密码学在计算机、物联网和工业物联网环境中的韧性，支持安全设计和迁移规划。
2026-01-19 cs.CR cs.NI
A Binary and System Integrated Analysis Approach for Securing the QUIC Protocol
Durham University（杜伦大学）；Technology Innovation Institute（技术创新研究所）；Guangzhou University（广州大学）
研究针对QUIC协议，结合对编译后QUIC服务器的二进制分析与捕获网络流量的系统分析，评估二进制与系统集成安全分析方法，在多种攻击场景下取得较好准确率，还识别防御功能等，为物联网固件部署的QUIC安全评估提供参考。
2026-07-07 cs.CR cs.NI
uTango: an open-source TEE for IoT devices
安全性是物联网（IoT）的主要挑战之一。物联网设备主要由低成本微控制器（MCU）驱动，这些微控制器通常缺乏基本的硬件安全机制，无法将安全关键应用程序与不太关键的组件分开。最近，Arm已经开始发布使用TrustZone技术增强的Cortex-M MCU（即，TrustZone-M），这是一个系统范围的安全解决方案，旨在为物联网设备提供强大的保护。依赖于TrustZone硬件的可信执行环境（TEE）已被视为保护移动设备的安全港。然而，在过去的几年里，人们付出了相当大的努力来揭示数百个漏洞，并提出了一系列相关的防御技术来解决几个问题。虽然基于TrustZone-M的新TEE解决方案开始蓬勃发展，但从研究界收集的经验教训似乎不足，因为这些新系统陷入了过去的陷阱。在本文中，我们介绍了uTango，这是第一个用于现代物联网设备的多世界TEE。uTango提出了一种新颖的架构，旨在解决当前影响TrustZone（-M）辅助TEE的主要架构缺陷。特别是，我们利用双重世界实现所使用的相同的TrustZone硬件原语，在正常世界中创建多个同等安全的执行环境。我们通过在真实的TrustZone-M硬件平台上进行广泛的评估来展示uTango的优势，即，手臂Musca-B1。uTango将在GitHub上开源并免费提供，希望学术界和工业界参与保护可预见的万亿物联网设备。
2022-02-16 cs.CR
SAFECHAIN: Securing Trigger-Action Programming from Attack Chains (Extended Technical Report)
物联网（IoT）的普及正在重塑我们的生活方式。随着物联网传感器和设备通过互联网相互通信，人们可以定制自动化规则以满足他们的需求。然而，除非仔细定义，否则随着设备数量和规则复杂性的增加，这些规则很容易成为安全故障点。由于设备之间的复杂连锁反应，设备所有者可能最终无意中向未经授权的实体提供访问或泄露私人信息。以前的工作对攻击者行动编程要么集中在冲突解决或可用性问题，或未能准确和有效地检测这样的攻击链。本文探讨了安全漏洞时，用户可以自由地定制自动化规则，使用自动化操作编程。我们定义了两大类攻击-特权升级和隐私泄漏-并提出了一个实用的基于模型检查的系统称为SAFECHAIN，检测隐藏的攻击链利用规则的组合。基于现有的模型检查技术，SAFECHAIN通过将物联网生态系统建模为有限状态机来识别攻击链。为了提高实用性，SAFECHAIN通过频繁地重新检查给定当前状态的自动化规则来避免对环境进行精确建模的需要，并采用规则感知优化来进一步降低开销。我们的比较分析表明，SAFECHAIN可以有效地，准确地识别攻击链，我们的原型实现SAFECHAIN可以验证100条规则，在不到一秒钟，没有误报。
2019-03-09 cs.CR
SoS-RPL: Securing Internet of Things Against Sinkhole Attack Using RPL Protocol-Based Node Rating and Ranking Mechanism
通过物联网（IoT），互联网范围是通过整合物理事物来建立的，以将它们归类为相互的事物。通过这种创造性的感知，可以创造出一个物理的东西，以在数字世界中表示自己。关于与互联网相关的物理事物，值得注意的是，考虑到许多理论和即将到来的预测，它们大多需要受保护的结构，此外，它们面临着多次攻击的风险。物联网由于其分布式的特点，被赋予了特殊的路由抗命性，称为“天坑攻击”。在这些攻击中，恶意节点广播关于路由的虚假信息，以将其本身作为朝向相邻节点的特定节点的路由，从而吸引数据流量。RPL（IP-V6路由协议，用于高效和低能耗网络）是一种标准路由协议，主要用于传感器网络和物联网。该协议被称为SoS-RPL，包括两个关键部分的天坑检测。在第一部分中，基于距离测量来对RPL中的节点进行评级和排名。第二部分负责通过平均分组传输速率（APT-Risk）发现物联网网络中的不当行为源。在这里，该技术是通过广泛的模拟NS-3环境内进行评估。仿真结果表明，该方法在检测率、漏报率、误报率、数据包传输率、最大吞吐量和丢包率等方面提高了物联网网络行为指标。
2020-05-17 cs.CR cs.CY cs.DC
Securing Edge Networks with Securebox
连接到家庭和企业网的移动和物联网设备数量正在快速增长。这些设备为用户提供了新的服务和体验;然而，它们也带来了与数据和设备安全以及用户隐私有关的新的安全威胁。在本文中，我们首先分析了连接到边缘网络的这些设备所带来的潜在威胁。我们建议使用SecureBox：一种新的云驱动、低成本的安全即服务解决方案，应用软件定义网络（SDN）来改善网络监控、安全和管理。Securebox通过云安全服务（CSS）实现网络的远程管理，只需最少的用户干预。为了降低成本和提高可扩展性，Securebox基于CSS提供的虚拟化中间盒。我们的提案与现有解决方案不同，将SDN和云集成到统一的边缘安全解决方案中，并提供协作保护机制，使安全策略能够在所有连接的网络中快速传播，以减轻系统检测到的新威胁或攻击。我们已经实现了两个Securebox原型，使用低成本Raspberry-PI和现成的无风扇PC。我们的系统评估表明，Securebox可以实现自动网络安全，并以较低的管理开销增量部署到基础设施。
2017-12-20 cs.CR cs.NI
Securing IIoT using Defence-in-Depth: Towards an End-to-End Secure Industry 4.0
工业4.0使用物联网的一个子集，即工业物联网（IIoT），以实现连接性，互操作性和分散性。工业网络的部署很少考虑设计的安全性，但随着连接性的增加，这在智能制造中变得势在必行。工业4.0中OT和IT基础设施的结合增加了传统工业网络之外的新安全威胁。深度防御（DiD）策略通过提供多个防御层来解决这个问题的复杂性，每个防御层都专注于一组特定的威胁。此外，IIoT网络的严格要求需要轻量级加密算法。然而，这些密码必须提供E2E（端到端）安全性，因为数据在到达目的地之前要经过中间实体或中间盒。如果受到攻击，中间盒可能会将易受攻击的信息暴露给潜在的攻击者，如果这些信息在整个路径中没有加密的话。本文分析了工业4.0中最相关的安全策略，主要关注DiD。考虑到这些，它提出了DiD（一种称为基于属性的加密（ABE）的加密算法）和对象安全性（即，OSCORE）以获得E2E安全方法。此分析是开发适合工业4.0的更复杂和轻量级安全框架的关键第一步。
2022-01-14 cs.CR
Securing Hybrid Wireless Body Area Networks (HyWBAN): Advancements in Semantic Communications and Jamming Techniques
本文提出一种结合语义通信与干扰接收机的双层安全机制，利用深度学习模型生成与加密密钥相关的语义概念，在保障HyWBAN数据机密性与完整性的同时，显著降低了相比ECDH等传统方法的能耗。
2024-04-24 cs.CR cs.NI
MI$^2$DAS: A Multi-Layer Intrusion Detection Framework with Incremental Learning for Securing Industrial IoT Networks
School of Computer Science, University of Nottingham, Ningbo, China（诺丁汉大学宁波校区计算机科学学院）
MI$^2$DAS通过多层结构和增量学习提升工业物联网安全，有效识别和应对新型网络攻击。
2026-02-27 cs.AI cs.CR cs.LG
Deep Learning-Based Dynamic Watermarking for Secure Signal Authentication in the Internet of Things
保护物联网（IoT）是加快其应用程序和服务部署的必要里程碑。特别是，物联网设备的功能非常依赖于其消息传输的可靠性。数据注入、窃听和中间人威胁等网络攻击可能导致安全挑战。保护物联网设备免受此类攻击需要考虑其严格的计算能力和对低延迟操作的需求。本文提出了一种新的深度学习方法，用于物联网信号的动态水印检测网络攻击。所提出的学习框架基于长短期记忆（LSTM）结构，使物联网设备能够从其生成的信号中提取一组随机特征，并将这些特征动态地水印到信号中。这种方法使从物联网设备收集信号的物联网云中心能够有效地验证信号的可靠性。此外，所提出的方法可以防止复杂的攻击场景，例如网络攻击者从物联网设备收集数据并旨在破坏水印算法的窃听。仿真结果表明，在攻击检测延迟小于1秒的情况下，可以以几乎100%的可靠性从物联网设备传输消息。
2017-11-03 cs.CR cs.IT cs.MM
IoT Sentinel: Automated Device-Type Identification for Security Enforcement in IoT
随着物联网（IoT）的快速发展，对IoT设备安全性的担忧变得突出。一些供应商正在为家庭和小型办公室网络生产IP连接设备，这些设备通常存在安全设计和实施缺陷。它们还往往缺乏固件更新或补丁的机制，这些机制可以帮助消除安全漏洞。保护存在此类易受攻击设备的网络需要棕地方法：在网络内应用必要的保护措施，以便潜在易受攻击的设备可以共存，而不会危及同一网络中其他设备的安全。在本文中，我们介绍了IOT SENTINEL，这是一种能够自动识别连接到物联网网络的设备类型的系统，并能够强制执行限制易受攻击设备通信的规则，以最大限度地减少因其危害而造成的损害。我们表明IOT SENTINEL在识别设备类型方面是有效的，并且具有最小的性能开销。
2016-12-13 cs.CR
RIoTS: Risk Analysis of IoT Supply Chain Threats
保障信息和通信技术（信通技术）供应链的安全最近已成为国家安全和完整性的一个关键问题。随着物联网（IoT）设备的激增及其在控制现实世界基础设施方面的作用越来越大，需要在现有的安全分析之外分析网络系统中的风险。文献中的现有方法通常利用攻击和故障树来分析恶意活动及其影响。在本文中，我们开发了RIoTS，一个安全风险评估框架借用系统可靠性理论，将供应链。我们还分析了供应商内部分组的影响，这些分组可能会对恶意供应链参与者的系统构成隐藏的风险。结果表明，所提出的分析能够揭示潜在供应商勾结对物联网生态系统构成的隐藏威胁。
2019-11-28 cs.CR
Cross-layer based intermittent jamming schemes for securing energy-constraint networks
物联网（IoT）作为一种范例出现，通过各种物理对象之间的无线通信实现无处不在的连接。由于物理对象的无线广播特性和能量约束，对物联网安全的关注引发了基于物理层安全的协同干扰研究。在合作干扰机的帮助下，现有的解决方案可以有效地对抗窃听者。然而，这些方案由于连续发射干扰信号而具有高能量成本。为了降低能量消耗，本文提出了间歇式干扰的思想，并设计了五种具体的间歇式干扰方案。在考虑发射帧格式的基础上，从干扰功率、干扰方式和干扰位置三个方面对干扰源进行了优化。然后，我们分析了所提出的IJS的适用性，根据不同的同步要求，可用的干扰能量和干扰功率约束。在WLAN干扰机上进行了大量的MATLAB实验，实验结果表明，在干扰能量有限的情况下，该干扰机能有效降低窃听者的接收性能，并优于广泛连续干扰方案（CJS）.
2021-03-24 cs.CR cs.IT math.IT
Externally validating the IoTDevID device identification methodology using the CIC IoT 2022 Dataset
本文在 CIC-IoT-2022 上外部验证 IoTDevID 的特征集与聚合算法，证明数据多样性和数量影响识别性能，并取得优异 F1 结果。
2023-07-03 cs.CR cs.NI
Efficient Lightweight Encryption Algorithm for Smart Video Applications
下一代网络：物联网（IoT）与先进的计算机视觉技术相结合，为最终用户的视频安全带来了新的挑战。视觉设备通常具有关于其低计算能力、小存储器和有限电源的受限资源。因此，为了促进智能环境中的视频安全，需要轻量级的安全方案来代替现有的低效的传统密码算法。本研究论文提供了解决这些问题的解决方案。本文提出了一种新的轻量级密码算法，其目标是物联网中的多媒体，内部名称为EXPer，即扩展置换与异或（XOR）。EXPer是一种对称流密码，由简单的XOR和左移操作组成，具有三个128位的密钥。所提出的密码算法已在各种样本视频上进行了测试。并与传统的XOR算法和高级加密标准（AES）进行了比较。可视化结果证实，EXPer提供的安全级别等同于AES算法的计算成本比AES。因此，可以很容易地看出，EXPer是AES的更好替代品，用于保护物联网中的实时视频应用。
2019-01-24 cs.CR
Q-FE: A Quantum-Native 6G Far-Edge Architecture Securing Industrial IoT Digital Twins via CSIDH-PQC and Asynchronous Federated Learning
Università di Pisa（比萨大学）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
提出Q-FE架构，通过微数字孪生、跨层后量子密钥交换（CSIDH-512）和异步联邦学习，解决6G远边缘设备的超低延迟、高可靠性和量子安全需求。
2026-06-02 cs.CR cs.ET
TRIFECTA: Security, Energy-Efficiency, and Communication Capacity Comparison for Wireless IoT Devices
物联网（IoT）时代传感器节点的广泛扩散，加上不断提高的传感器保真度和数据采集模式，预计到2018年每天将产生3+ EB的数据。由于这些物联网设备中的大多数将在最后几英尺处进行无线连接，因此无线通信是未来物联网场景中不可或缺的一部分。单位计算规模的不断缩小（摩尔定律）和有效通信的持续改进（香农定律）预计将利用物联网革命的真正潜力并产生巨大的社会影响。然而，减少物联网节点的大小和缺乏能源存储密度的显着改善导致降低能源可用性。此外，更小的尺寸和能量意味着可用于保护物联网节点的资源更少，使得网络的能量稀疏的低成本叶节点成为攻击者的主要目标。在本文中，我们调查六个突出的无线技术方面的三个方面-安全性，能源效率和通信容量。我们指出了国家的最先进的，开放的问题，并为有前途的研究方向前进的道路。
2017-11-23 cs.CR
A Systematic Mapping Study on SDN Controllers for Enhancing Security in IoT Networks
本文通过系统映射研究综述了33项利用SDN控制器增强物联网网络安全的研究，发现集中式控制器架构和机器学习分别是主流架构与主要风险缓解技术，并指出了现有研究空白。
2024-08-02 cs.CR cs.NI cs.SE
Federated Learning and Blockchain-enabled Fog-IoT Platform for Wearables in Predictive Healthcare
University of Guelph（圭尔夫大学）；University of Toronto（多伦多大学）
多年来，可穿戴物联网（IoT）设备在多种医疗保健服务中的普及和使用正在增加。受益于这些设备的使用的服务之一是预测分析，这可以改善电子保健的早期诊断。然而，由于可穿戴物联网设备的局限性，数据隐私，服务完整性和网络结构适应性方面的挑战出现了。为了解决这些问题，我们提出了一个在雾物联网网络中使用联邦学习和私有区块链技术的平台。这些技术具有隐私保护功能，可以保护网络内的数据。我们利用雾物联网网络的分布式结构为可穿戴物联网设备创建自适应网络。我们设计了一个测试平台，以检查所提出的平台的能力，以保持分类器的完整性。根据实验结果，所介绍的实现可以有效地保护病人的隐私和预测服务的完整性。我们进一步研究了其他技术对物联网网络安全性和适应性的贡献。总的来说，我们通过分析、模拟和实验证明了我们的平台在解决可穿戴物联网设备在预测性医疗保健中的重大安全和隐私挑战方面的可行性。
2023-01-11 cs.CR cs.LG cs.NI
Exploring Post-Quantum Cryptographic Schemes for TLS in 5G Nb-IoT: Feasibility and Recommendations
本文研究了在5G NB-IoT中应用后量子密码方案保护TLS的可行性，发现NIST选定的Kyber密钥交换协议开销可接受，但后量子签名方案会导致高延迟和低吞吐量。
2023-09-06 cs.CR
