[论文解读] Safety, Security, and Privacy Threats Posed by Accelerating Trends in the Internet of Things

Kevin Fu, Tadayoshi Kohno+6 more|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2020

IoT and Edge/Fog Computing被引用 26

一句话总结

本文识别出由于物联网（IoT）采用速度加快而引发的关键安全、安全、隐私和可用性挑战，认为这些问题之间存在深刻关联。文章提出在设备层面实施集成标准与研究，以及以用户为中心的设备集合管理方法，以减轻物联网生态系统中的系统性风险。

ABSTRACT

The Internet of Things (IoT) is already transforming industries, cities, and homes. The economic value of this transformation across all industries is estimated to be trillions of dollars and the societal impact on energy efficiency, health, and productivity are enormous. Alongside potential benefits of interconnected smart devices comes increased risk and potential for abuse when embedding sensing and intelligence into every device. One of the core problems with the increasing number of IoT devices is the increased complexity that is required to operate them safely and securely. This increased complexity creates new safety, security, privacy, and usability challenges far beyond the difficult challenges individuals face just securing a single device. We highlight some of the negative trends that smart devices and collections of devices cause and we argue that issues related to security, physical safety, privacy, and usability are tightly interconnected and solutions that address all four simultaneously are needed. Tight safety and security standards for individual devices based on existing technology are needed. Likewise research that determines the best way for individuals to confidently manage collections of devices must guide the future deployments of such systems.

研究动机与目标

• 应对物联网设备在各行业和家庭中快速普及所带来的日益增长的系统性风险。
• 突出物联网系统中安全、安全、隐私与可用性之间的相互依赖性，这些方面通常被孤立处理。
• 倡导基于现有技术的、可执行的设备级安全与安全标准。
• 推动针对大规模、复杂物联网设备集合的有效、用户有信心的管理方法的研究。
• 呼吁综合解决方案，同时解决安全、安全、隐私与可用性四个维度，而非采用单一解决方案。

提出的方法

• 分析新兴物联网趋势及其对系统性风险的影响，重点关注设备互连性与自主性。
• 识别关键负面趋势，如设备异构性、缺乏标准化安全实践以及用户控制不足。
• 提出基于现有技术能力的设备级安全与安全标准框架。
• 强调研究可扩展、可用的大型物联网设备集合管理方法的必要性。
• 强调计算机科学、工程与社会科学跨学科协作在应对系统性挑战中的重要性。
• 采用白皮书形式，综合物联网、安全与人机交互领域领先专家的见解。

实验结果

研究问题

• RQ1 加速的物联网趋势如何加剧互联系统中的安全、安全、隐私与可用性风险？
• RQ2 为何传统、孤立的安全与隐私方法对现代物联网生态系统而言不足？
• RQ3 设备级安全与安全标准在减轻物联网系统性风险方面发挥什么作用？
• RQ4 个人如何有效管理并保护大规模异构物联网设备集合？
• RQ5 在物联网部署中，需要哪些综合策略来同时解决安全、安全、隐私与可用性问题？

主要发现

• 物联网的经济与社会收益巨大，但其安全、安全与隐私风险也同样显著。
• 互联设备创造了复杂的攻击面，超出单个设备加固能力的范围。
• 当前的安全与隐私措施不足以应对大规模、异构的物联网部署。
• 可用性挑战显著降低了安全控制的有效性，即使这些控制在技术上是可靠的。
• 迫切需要基于成熟现有技术的设备级安全与安全标准。
• 未来的物联网系统需要基于研究的、以用户为中心的设备管理方法，整合安全、安全、隐私与可用性。