物联网终极指南和2024年如何保证物联网安全

2024年及以后物联网将如何继续爆发，改变我们所做的一切，让我们的生活变得更好。

“物联网”（IoT）这个词很容易被误解。对IoT 最好的定义和描述是：通过网络运行嵌入计算设备的日常物品。这些“日常物品”可以包括厨房电器、灯具、加热设备、安保系统以及更多。

虽然我们描述了“loT”这个词的基本定义，技术随着时间正变得越来越复杂。随着人工智能的出现和技术日新月异，复杂的软件嵌入到物理设备、机动车，甚至建筑中，不仅使人们可以与物品交互，物品也可以自己运行或互相交互。

仅仅是2018年，据估计全世界有超过110亿台设备接入互联网。随着技术快速进步，2024年及以后loT大爆炸将会继续，改变我们所做的一切并将我们的生活变得更好。

那么物联网到底是什么？它如何影响我们的日常生活？它会带来严重的安全威胁吗？和我们一起详细了解吧。

快速导览：

• 1 IoT详解
• 2 IoT组成
• 3 IoT的发展
• 4 IoT的部分应用领域（IoT的影响）
• 5 一些常见的IoT设备
• 6 IoT与数据安全
• 7 家庭数据收集
• 8 保护家庭数据

1 IoT详解

正如我们在上文提及的，IoT包含各种智能设备，被设置去做各种事情或者互相通信以提高我们的生活质量——让我们的生活更轻松。这通过网络连接来实现，大多数情况下是无线网络。

IoT如今已占据我们日常生活的一大部分，人们正了解并开始使用它。设备变得“更智能”，从灯具、温度调节器、冰箱到咖啡机、汽车和电视机，一切都通过复杂的网络连接在一起，补充着我们的生活方式。

2 IoT组成

IoT的组成复杂，由各种元件构成，从传感器输入，到执行器输出。摸不着头脑？我们会详细解释其工作原理。

基本上，一件IoT物品总是从传感器开始。如果没有安装传感器，物品不可能执行操作或捕捉状态。它与互联网一起让这些物品变得“聪明”，无需人工介入。然后执行器让一切操作实现。我们会在下面进行更详细的讲解。

简单来说，IoT不仅仅是一种技术，而是多种深度关联的技术组合。

• 传感器到执行器
• 网络
• 应用、平台和服务

1. 传感器到执行器

IoT物品绝大多数是低能耗设备，最初并不是为“智能”而造，但是逐渐改造得智能。这些设备基本上都低成本且无线。安装在物品上的传感器从环境中不断收集数据，然后传输给下一层。

常用传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、距离探测器、速度传感器、RFID（射频识别）标签等等。开关等执行器在设备上执行命令。

2. 网络

loT的标准通信网络是Wi-Fi互联网，但最新的智能设备和传感器也能通过其它低能耗网络连接，比如蓝牙、Z-wave、ZigBee、LoRAWAN等等。每种网络在传输速率和总体效率方面各有其利弊。

IoT网络发展仍在进行，目标是改进技术，提高电池寿命和效率。最新纳入的协议之一是6LoWPAN，其实就是基于低功耗无线个人局域网的IPv6。该技术被很多公司采用了，现在正被用来保证loT网络中的节能数据传输。

3. 应用、平台和服务

IoT应用、平台和服务是用来连接loT部件的中间件。它们收集和分发数据、在协议间转换，以及储存和分析数据。

这些服务大多数基于云，负责处理数据，生成有用的信息。loT常用的服务案例是亚马逊云计算服务（AWS）。其它的服务还有微软Azure、IBM Watson Bluemix和ThingWrox。

3 IoT的发展

IoT在近些年可能吸引了很多目光，但它并不是一个新概念。loT最早的实例之一是可口可乐机器，二十世纪八十年代在卡内基·梅隆大学研发制成。

它是一款连接互联网的冰箱，可以在打开冰箱前查看是否有饮料可售、是否为冷饮。当时这种概念被称为“嵌入式互联网”或“普适计算”。

“物联网”诞生

“物联网”这个术语直到1999年才正式提出，当时麻省理工学院自动识别中心的联合创始人凯文·阿什顿在宝洁公司的工作中使用了这个词。那时，凯文在供应链部门工作，他希望高层管理注意到当时的一项新兴技术RFID。

因为互联网在1999年正是潮流，凯文决定将他的陈述称作“物联网”。术语就此诞生，但在之后的10年都没有得到多少关注。

IoT起飞

物联网的大爆发开始于2008年，当时IPSO联盟在工业界形成了合作关系，以促进设备连接发展。企业于是开始投资loT，致力于投入生产。

2010年，中国政府宣布loT潜力巨大，将其列为五年计划的战略优先事项。此后一年，世界顶尖研究和咨询公司高德纳将物联网列入新兴现象。

2012年，“物联网”是欧洲最大技术会议LeWeb的主题。到这时，物联网这一术语流行起来，《福布斯》、《连线》和《快公司》等杂志开始在刊物中使用。在接下来的一年，国际数据公司（IDC）预测IoT技术和服务将“在2012年全球产出4.8万亿美元，2020年产出8.9万亿美元，年复合增长率为7.9%”。

2014年，在谷歌宣布32亿美元收购美国智能家居制造商Nest后，术语物联网被大众所知。

从这里开始，loT改变了我们的生活方式，带来很多好处，从节省能源，到医疗保健和商业发展。

今天，你几乎可以在任何事情上用到它，从唤醒的智能枕头，到自动照亮的灯、设置到合适温度的调节器或早晨煮好咖啡的咖啡机！

4 IoT的部分应用领域（IoT的影响）

根据统计，IoT的主要用途是改善客户体验，保证安全，达到成本效益，提高生产力，实现供应链可视性。

可预见，IoT将继续指数级增长并在全球发展新市场。下面是现在已被此新概念完全改变的一些领域：

IoT在家居领域

尽管IoT在各领域扩张，增长最快的领域是loT家居。实际上，我们正处在智能家居爆发边缘！根据英特尔集团最近的研究，71%受访者预测在2025年前每个家庭会至少拥有一件智能家居设备。另外68%受访者相信智能家居将在十年内像智能手机一样常见。

IoT在家居方面的一个例子是智能照明，飞利浦Hue灯泡和温度自动调节器可以远程控制。另一个例子是亚马逊dash按钮。如果你对这些不熟悉，它们其实是连接到Wi-Fi的设备，让你通过按钮就可以全新方式操控喜欢的产品。Dash补充服务甚至更进一步，当它们感觉到库存少时，会自动下单订购产品。

智慧城市

世界各城市正在利用loT的发展来改善生活、服务供给，还有减少成本和最大化收益。实际上，英特尔赞助的Juniper Research的研究估算智慧城市将有潜力在一年内“还给”每个居民125个小时！

最早投资loT的城市之一是巴塞罗那，早在2012年就开始部署相应的技术。该市和绝大多数其它智慧城市都将loT应用在公共交通、街道照明、泊车、供水、供能和垃圾管理等领域。

在交通领域，智慧城市推进使用电动汽车和共享单车，同时改善公交车和泊车系统。公交车之间可以通信，乘客始终能看到公交车的位置。电动汽车的司机能够查看充电桩的位置，便于导航。

如果你在市内需要泊车，将不需要四处寻找泊车位。泊车系统将显示附近的空车位，节省能源和时间。这些传感器也会收集数据，帮助城市最大化泊车收入。

智慧城市的照明系统用来节省能源，以及收集各种数据。它们可以检测近距离内的行人和街道无人的时候。这些照明设备还可以搭载检测空气质量的传感器，帮助城市控制空气和噪音污染问题。其它传感器甚至可以监测事故，发送信息，用于采取措施。

在垃圾管理方面，智能垃圾桶监测垃圾量并优化清运路线。这可以帮助市政减少每条路线上检查垃圾桶的成本。其它高级垃圾桶甚至可以检测有害液体或污水！

工业IoT

工业物联网（IIoT）正在快速发展，现在占loT开支的最大部分。埃森哲估算在2030年IIoT能够为全球经济增加14.2万亿美元产值。IIoT主要用于制造业，专注物理网络系统监测和控制工厂流程，以及利用收集的数据做出有依据的决策。

IIoT最重要的作用之一是最小化能源消耗，能源通常是制造企业最大的支出部分。因为账单只能标出工厂内能源总消耗量，一般来说很难识别出效率低的机器。这里IIoT可以具体到设备层面帮助收集和分析数据。这样一来，所有运行中的设备都可以被识别和调整。

IoT在制造业的另一巨大用处是预测维护。如果没有IoT，公司只能基于一段时间或机器历史记录来做整体维护。由于依赖猜测，这会导致不必要的支出。有了IoT后，传感器通常可以监测各个机器并汇报状况，或是否有任何问题。这样可以节省时间、人力、资源，早期故障征兆总能被发现。因此可以缩短停工时间，改善后的制造流程毫无疑问可以提高产品质量。

农业

IoT极大改善了种植和畜牧管理。相关的传感器收集大量数据，包括土壤质量、天气状况、作物生长情况和牛羊健康情况。这些数据随后可以用来追踪状况、设备和治疗有效性等等。数据还可以用来预测产量，帮助农民规划如何安排生产。

IoT也可以帮助管理成本和减少浪费，因为农民对生产过程有了更多掌控。loT带来的自动化流程，比如施肥、灌溉和病虫害防治，也能极大地帮助减少成本和浪费。因为在农业中应用IoT，农民现在可以提高产量且最大化利润。

IoT在医疗保健领域

IoT在医疗保健领域的应用带来的好处无可比拟，提高了治疗质量和有效性，以及病人的总体健康水平。

实时监测设备拯救了许多生命。无论何时病人有心脏病、糖尿病、哮喘发作的风险，智能医疗设备通常都可以收集数据并提醒看护注意，然后通过连接的智能手机发送给合适的医护人员。正常情况下收集的数据对于卫生官员建议提高病人健康水平或采取预防性措施同样也非常有帮助。

配备有IoT连接设备的医院可以使用医疗设备收集的数据远程监测病人的健康状况，比如心脏监测器和胰岛素泵。通过这种方式，他们始终可以发现早期症状和采取预防措施。

5 一些常见的IoT设备

这里是一些最常见的IoT设备。大部分设备都是家中日常使用的物品。

Amazon Echo：

Amazon Echo是一款来自亚马逊的免提式扬声器，只用声音就能控制。该智能设备通常与亚马逊的智能个人助理Alexa相连接。如果要唤醒设备，你只需要说 “Alexa”、“Echo”或“Computer”。

然后你就可以通过声音来给人打电话或发消息、开灯、锁门、搜索电视节目、播放音乐等等。设备有强大的扬声器，采用杜比技术，可以播放360°全立体声，人声清晰，动态低音。即使是在播放音乐的时候，Echo依然可以通过七个麦克风、波束赋形和降噪技术听清任何指令。

Ring：

Ring是下一代技术，可以让你在家中放一个“ring”，它是最实用的IoT设备之一。你可以使用智能手机、平板或电脑通过该设备监测房间。它包括一个可视门铃，带广角镜头和内置麦克风，以及能放在室内的摄像头。

不管何时监测到运动或门前有访客，门铃会发送提醒到你的智能手机，无论你是否在家。通过它的智能技术，你可以与门前的人交谈，甚至录制视频来掌握情况。一般来说，当你不在家的时候，你可以确信整个家是安全的。真智能。

Nest温度调节器：

Nest的温度调节器是最受欢迎的冷热loT设备。该设备能迅速了解你的家庭习惯，根据你们的习惯和偏好自动调节温度。比如，如果你通常在睡前调低温度，Nest会记住你的睡眠习惯和早晚的温度水平等等。

当你出门工作时，它会知道你的智能手机位置，将温度设置为节能模式。它的超级节能能力使它备受欢迎，你甚至可以通过智能手机查看能源消耗数据。

Wink Hub和飞利浦Hue：

智能家居照明随着loT进入家庭而变得非常流行，最受欢迎的是飞利浦Hue。这是第一款在家居照明上利用loT技术的产品，有可变色的灯泡和控制应用。如果使用Wink，你可以编程设置外部光跟随太阳变化。你还可以编程各种时间段，设置灯光何时变暗，比如就寝的时候。

飞利浦Hue智能照明系统有非常强的扩展性，现在支持亚马逊Alexa、苹果 HomeKit、谷歌Home、SmartThings，它有很多开关和运动传感器。该系统在不需要开灯或无人在家时还能帮你省电。

可穿戴设备：

可穿戴设备如今已经非常普遍，甚至可以减少使用智能手机的频率。苹果、Fitbit和佳明是可穿戴设备市场上的领军企业，拥有先进的智能手表和健康追踪设备。智能手表能用来接收电话和文本信息，甚至播放音乐，无需拿出智能手机。

健康导向的可穿戴设备提供生物测量功能，比如排汗水平、体温和心率。这些和其它健康数据通常被储存起来，用于分析和监测。

它们可以用于发现疾病或健康状况的早期症状。你还可以追踪步数或运动情况，了解一天消耗的卡路里量，是否达到了目标。

6 IoT和数据安全

行业对于数据安全的最大担忧在于家庭数据。

根据物联网报告的研究，预计本年度将有多达1亿9300万智能家居设备出厂。相比2016年的8600万台设备，增长了224%。其中包括智能家居设备（冰箱、洗碗机、烘干机等等）、智能家居能源设备（比如智能照明和温度调节器）和智能家居安保系统（比如摄像头、监控、传感器和报警系统）。

虽然家居loT的增长可被视为积极信号，但loT设备有一个特点——数据收集。数据收集使loT得以实现，这也是loT传感器的用途。据FTC报道，大约10,000个智能家庭在一天内就会产生超过1亿5000万的数据量！巨大的数目意味着海量数据被收集。

虽然绝大多数都是企业和政府用于为客户和公民改善服务，但也有可能被恶意团体利用。巨大的数据量为这种团伙提供了更多机会攻击和入侵系统以盗取用户个人信息或对连接设备造成损害。

7 收集家庭数据

亚马逊Alexa在千万台亚马逊设备和第三方设备上运行。谷歌Home是另一款工作方式类似的IoT设备，在客户中非常受欢迎。在连接如此多用户的同时，也留下了很多风险。

自从这些IoT“语音助理”推出后，就有关于用户隐私和安全的担忧。经常会有问题提出它们是否会被用于监视用户，至今尚无定论。

语音助理听从声音指令工作，所以存在数据风险：

• 设备开启状态下，麦克风始终处于监听模式；
• 设备无法辨别多种声音——他人可以“假冒”所有者；
• 音频录音始终上传至云服务器——你的数据处于网络攻击的风险中；
• 设备根据家庭所有者的位置来决定搜索结果和广告投放；
• 设备不经许可或同意收集你的录音数据用于后续分析；
• 服务提供商可能不经许可或同意而与第三方共享用户个人数据。

8 保护家庭数据

不管使用什么IoT设备，它一定会收集你的数据。不同的loT设备存在不同的风险，所以保护全家数据安全的唯一方式是用VPN加密数据。

VPN就像为家庭数据盖上一层毯子，保护其安全和不暴露。使用一款采用AES 256-bit加密的VPN可以全时段保护你的安全和隐私—— ExpressVPN是优质的服务。这个VPN会加密你的流量并通过隧道安全地传输到你选择的服务器上。通过这种方式，你的数据不会经过ISP（互联网服务提供商），可以保障安全，免受骇客攻击。

我们推荐使用ExpressVPN来保护你的设备。它提供了强大的安全协议，并且不记录任何数据。

但是，必须注意很多loT设备原生不支持安装VPN。保护这些设备的最佳方式是使用基于路由器的VPN。上述的两款VPN都在它们的网站上提供预安装VPN的路由器。

编者注：透明度是WizCase的核心价值之一，所以您应该知道我们与ExpressVPN属于同一个所有权集团。然而，这不会影响我们的审查过程，因为我们遵循严格的测试方法。

结语

IoT在过去多年见证了指数级增长，将会在2024年及以后继续这一趋势。日常物品联网带来很多便利，同时也有很多安全隐患。

通过使用ExpressVPN、等安全可靠的VPN，你可以为设备加上额外一层安全保护，同时也保护家中所有物品的安全。