面试题答案
一键面试从边缘设备检测到事件,到数据安全可靠传输至云端,并在云端触发相应处理逻辑的完整流程
- 边缘设备检测事件: 边缘设备上部署有各类传感器,当特定事件发生时(例如温度传感器检测到温度超过阈值),传感器会将物理信号转换为电信号或数字信号,边缘设备通过硬件接口获取这些信号,并依据预设的逻辑判断事件已发生。
- 事件封装与编码: 事件发生后,边缘设备将事件相关信息(如事件类型、时间戳、设备标识、具体数据等)进行封装,形成特定的数据结构。为了便于传输,会对封装后的数据进行编码,如采用JSON、Protocol Buffers等格式编码,将数据转换为适合在网络中传输的字节流。
- 安全通信初始化: 边缘设备与云端之间建立安全通信通道。通常使用TLS(Transport Layer Security)协议,边缘设备向云端服务器发送握手请求,双方协商加密算法、密钥交换方式等参数,完成身份验证(如基于证书的双向认证,确保边缘设备和云端彼此确认身份),从而建立起安全的连接。
- 数据传输: 经过编码和加密处理的数据通过已建立的安全通道进行传输。在传输过程中,网络层负责将数据分割成合适的数据包,并通过IP协议进行路由转发,传输层(如TCP协议)保证数据的可靠传输,通过序列号、确认应答等机制确保数据包无丢失、无重复且按序到达。
- 云端接收与验证: 云端服务器接收到数据后,首先对数据进行解密(使用在握手阶段协商好的密钥),然后验证数据的完整性(如通过哈希校验值)。若数据完整性验证通过,再对数据进行解码,还原出原始的事件封装信息。
- 云端触发处理逻辑: 云端依据接收到的事件类型,匹配并调用相应的处理逻辑。例如,若接收到的是温度过高事件,云端可能触发报警流程,通知相关人员,或者启动降温设备控制逻辑等。处理逻辑通常以微服务、函数计算等形式存在于云端平台中。
过程中可能存在的安全风险
- 设备身份伪造:攻击者可能伪装成合法的边缘设备,向云端发送虚假数据,干扰正常业务流程或获取敏感信息。
- 数据泄露:在数据传输过程中,若通信链路被窃听,攻击者可能获取传输中的敏感数据,如设备的机密配置信息、业务关键数据等。
- 数据篡改:攻击者可能在数据传输途中修改数据,使云端接收到错误的数据,导致错误的处理逻辑被触发,影响业务的正常运行。
- 中间人攻击:攻击者可能拦截边缘设备与云端之间的通信,破坏安全握手过程,替换加密密钥等,从而实现数据窃取和篡改。
- 拒绝服务攻击(DoS):攻击者通过向边缘设备或云端发送大量恶意请求,耗尽其资源,导致正常的事件数据无法传输和处理,使系统瘫痪。
基于事件驱动模型进行针对性的安全防护设计
- 设备身份认证:
- 基于证书认证:为每个边缘设备颁发唯一的数字证书,在安全通信握手阶段,设备向云端出示证书进行身份验证。云端通过证书颁发机构(CA)验证证书的合法性,确认为合法设备后才建立通信。
- 设备指纹识别:采集边缘设备的硬件特征、软件配置等信息生成设备指纹,每次通信时附带设备指纹,云端对比存储的合法设备指纹,识别非法设备。
- 数据加密与完整性保护:
- 传输加密:采用强加密算法(如AES - 256)对传输中的数据进行加密,确保即使数据被截获,攻击者也无法读取其内容。在TLS协议中,加密操作在握手阶段协商好的加密套件下进行。
- 完整性校验:在数据封装时,计算数据的哈希值(如SHA - 256)并一同传输。云端接收到数据后,重新计算哈希值并与接收到的哈希值对比,若不一致则表明数据被篡改,丢弃该数据。
- 防范中间人攻击:
- 密钥管理:在安全握手过程中,采用Diffie - Hellman密钥交换算法等,确保双方协商出的加密密钥不被中间人获取。同时定期更新密钥,降低密钥被破解的风险。
- 双向认证:不仅边缘设备要向云端认证,云端也需向边缘设备认证,防止中间人伪装成云端服务器。通过相互认证,双方确认通信对方的合法性。
- 抵御拒绝服务攻击:
- 流量过滤:在边缘设备和云端入口处部署防火墙或入侵检测系统(IDS),对异常流量进行识别和过滤。例如,设置流量阈值,当某个源IP的请求流量超过阈值时,判定为恶意流量并进行拦截。
- 负载均衡:在云端采用负载均衡技术,将流量均匀分配到多个服务器上,避免单个服务器因承受过多请求而瘫痪。同时,对请求进行合法性检查,丢弃恶意请求。