本发明公开了属于信息安全技术领域的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法。它包括对第一级监控中心进行安全防护、对第二级企业内部网络进行安全防护和对第三级数据采集端进行安全防护;本发明的有益效果为:1)能有效地指导可视化信息系统实施安全策略。2)本发明不仅适用于可视化信息系统,而且对单纯的RFID安全以及视频安全同样有效。3)在可视化信息系统能够广泛应用于物流行业时可以建立完善的安全制度,使数据的存储以及应用更加可靠。
1.一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,包括对第一级监控中心进行安全防护、对第二级企业内部网络进行安全防护和对第三级数据采集端进行安全防护;对第一级监控中心进行安全防护包括对系统数据加密和使数据库安全;对第二级企业内部网络进行安全防护是指采用端对端加密方式;对第三级数据采集端进行安全防护包括保证RFID安全、保证视频安全和保证传感器网络安全;所述保证RFID安全包括:1)在读写器和物品上的标签发生数据传输前,采取基于hash算法的安全认证来验证双方身份的合法性;2)采用基于LFSR流密码算法的A5算法来实现数据加密传输;3)采用基于RFID中间件安全策略;所述采用基于RFID中间件安全策略包括对读写器身份验证与访问控制、对操作人员的身份验证与访问控制、对上层应用进行访问控制和使用数据存储安全规范;所述对读写器身份验证与访问控制是指:每个读写器都有其唯一的读写器ID号,合法读写器的编号、用途、能访问的标签的范围以及能进行的操作都作为数据都存储在数据库中;这样在读写器访问中间件时,通过与数据库中存储的数据进行比较来验证读写器身份的合法性;所述对操作人员的身份验证与访问控制是指:在可视化信息系统中登记其合法操作人员的ID、其所能操作的读写器ID号以及能进行的操作指令,从而对操作读写器的人员进行身份认证,RFID中间件还要验证每次读写器发送的消息是否在其工作范围内,违规操作将不被接受;所述对上层应用进行访问控制是指:货主对其货物的RFID数据拥有管理权和访问权,其它用户默认对这些信息没有访问权,只有经过货主的授权,其它用户才可以访问货主的RFID信息;RFID中间件与上层应用的用户之间使用加密的通信方式;对于通过Internet相连的RFID中间件和用户,使用安全套接字层的技术,以确保用户信息不被未经授权者截获或阅读;所述使用数据存储安全规范是指:在标签里面存储的只是物品的物流信息,其他数据将放在数据库中,当需要其他数据的时候,通过标签读写器的认证机制来获得访问该数据的权利。
2.根据权利要求1所述的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,所述对系统数据加密是指采用DES对称加密算法,其具体步骤如下:使用Feistel密码结构,将其中加密的文本块分成两半,使用子密钥对其中一半文本块应用循环功能,然后将输出文本与另一半文本块进行“异或”运算;接着交换这两半文本块,这一过程会继续下去,但最后一个循环不交换;使用16个循环,并采用异或、置换、代换和移位操作四种基本运算;所述使数据库安全是指采取以下措施:将数据库中需要保护的数据与其他数据相隔、采用授权规则、对数据进行加密后存储于数据库和采用Oracle数据库进行备份与恢复。
3.根据权利要求1所述的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,所述采用端对端加密方式的具体步骤如下:1)源节点对传送的含控制信息的数据进行加密;2)为每对节点设立一个公用密钥,并对相邻节点间包括节点本身传送的数据进行加密;3)当数据经过第K中间节点向下一个节点传送时,先用上一对节点的密钥解密,随即再用下一对节点的密钥加密,K为1-N;4)当数据到达目的节点后再进行解密;5)企业内部的传感器网络的端对端的加密选择在传输层或应用层中实现。
4.根据权利要求1所述的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,所述保证视频安全是指:在基于H.264的加密方法中选取熵编码进行视频压缩和加密。
5.根据权利要求1所述的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,所述保证传感器网络安全包括采用保密与认证措施和对介质访问控制层进行防护。
6.根据权利要求5所述的一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,其特征在于,所述采用保密与认证措施包括建立共享密钥和采用uTESLA协议。技术领域
本发明属于信息安全技术领域,特别涉及一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,包括对可视化信息系统从内到外建立安全防护措施。
背景技术
可视化信息系统类似于现在的视频监控系统,但在应用于物流方面时,更加侧重安全预警以及产品溯源的功能,而不仅仅局限于视频的监控以及查看。该系统多用于政府以及企业的监管,可以对食品或者其他产品的质量进行监控,并且有利于出问题之后的追踪溯源。鉴于安全预警以及产品溯源功能的实现,要求可视化信息系统的安全性需要得到保障。可视化信息系统是基于物联网技术而产生的,而现在的物联网技术存在一定的安全隐患。这些安全隐患可能会篡改可视化信息系统中的重要的两个信息:视频信息以及数据信息。若这两方面的信息被篡改的话,便破坏了视频以及数据信息的一一对应关系,从而使得追踪溯源无法实现,也就不能实现政府和企业的监管。物联网指的是将各种信息传感设备,如射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个网络。从物联网的概念中可以知道,物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型系统,其核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展,其特点是无处不在的数据感知、以无线为主的信息传输、智能化的信息处理,用户端可以延伸和扩展到任何两件物品之间。因为与物联网相结合的互联网本身就早已存在许多安全问题,传感网和无线网络与一般网络相比存在着特殊的安全问题,而物联网又以传感网、无线网络为核心技术,这更是给各种针对物联网的攻击提供了广阔的土壤,使物联网所面临的安全问题更加严峻。可视化信息系统基于物联网技术,会运用到RFID无线射频技术、传感器网络,同时由于可视化是其中很重要的功能,所以对视频的加密时很重要的一个环节,需要重点研究。其次就是数据传输过程的加密,数据库的安全,以及无线传感器网络的稳健性以及保密性,都是影响整个系统安全的部分。在可视化信息系统中,会采集关键点的视频信息,这些视频信息数据量大,因此在传输前需要进行视频压缩。同时因为该视频信息集成了物流信息以及相应的视频影像,能够实现产品追踪以及防伪溯源,所以需要对视频信息进行加密,保证视频信息在传输过程中不被人篡改以及窃取。目前视频的加密技术已经成熟,视频压缩软硬件通常采用某种国际压缩标准,常用的有M-JPEG,MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,H.263,H.264等。视频压缩技术的发展推动了视频监控系统的发展,但同时视频监控系统对视频压缩技术的要求也越来越高。MPEG-1和MPEG-2在监控系统中逐渐被MPEG-4,H.263等标准取代。目前MPEG-4和MPEG-4ASP在视频监控系统中应用较多。作为一种新的压缩标准,H.264在编码效率、图像质量、网络适应性和抗误码性等方面都取得了成功。虽然H.264算法复杂,实现困难,但随着集成电路技术和通信技术的发展,以及其自身的不断优化,它的应用将会越来越广泛。对H.264、MPEG-4、M-JPEG进行比较,见如下表格:表1H.264、MPEG-4、M-JPE比较xa0xa0项目
xa0xa0H.264
xa0xa0MPEG4
xa0xa0MJPEG
xa0xa0同码率画质
xa0xa0优
xa0xa0中
xa0xa0差

xa0xa0复杂度

xa0xa0高

xa0xa0中

xa0xa0低
xa0xa0网络传输速度
xa0xa0快
xa0xa0中
xa0xa0慢

xa0xa0成本

xa0xa0高

xa0xa0中

xa0xa0低
H.264标准被视做下一代视频编解码应用的最佳实现方法之一,被普遍认为会是将来更具竞争力的标准。该标准将被更广泛地接受,成为统一性的全球标准,可以降低项目总体应用成本。H.264全球支持厂家众多,产业链已经成熟,已经达到了大规模商业部署的条件,采用该标准对系统相应设备的选择及未来的升级来说最为方便。数据信息的安全隐患出现在FRID标签,运输过程以及网络。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID技术的初衷是开放便利,但设计的便利总是带来安全隐患。由于标签的频段是特定的,则使用读写器发出该频段的电磁波就可以接收到标签的信息。有些标签含有可直接识别信息,那么标签信息将很容易被外界窃取。即使标签是加密的,而物资每次转换地方时候经过的读写器(如在门禁处)都将留下诸如物品名称、数量、位置等信息,此情况下由于ID是静态的,也容易被跟踪。另外对于可重写标签.还存在着标签信息被恶意更改的危险。在物流行业等领域,RFID的应用并不仅仅涉及RFID技术本身,而是一个庞大的系统工程,涉及到包括技术、管理、硬件、软件、网络、系统安全、无线电频率等许多方面。当前RFID的研究主要围绕安全与隐私保护问题、RFID技术标准、RFID标签成本、RFID技术研究和RFID应用系统等方而展开。从目前现状来看,至少几年内,RFID而临很多问题需要解决,特别是安全与隐私保护问题、标准问题及标签成本问题等。在无线传感器网络中,由于能量有限性、环境因素和人为破坏等影响,无线传感器网络节点容易损坏。该系统必须保证网络功能不受单个节点的影响,进而增加系统的实时性、容错性、鲁棒性,延长网络生存时间。以上是涉及到可视化信息系统安全的具体的技术层面,而由于可视化信息系统应用于企业和政府的监管,因此可视化信息系统应分级别设定安全标准,每一级的安全标准和安全体系有一定的侧重。而在以前的研究中,并未进行这样的分析。目前,对信息系统的安全和物联网的安全均有过分别的研究,得出一些解决方案,但是由于可视化信息系统是集合信息系统、物联网技术以及视频加密的复杂系统,并且,由于公司计算机网络系统的内容涉及国家安全,某些数据属机密,在网络安全的考虑上,必须完整而细致。所以以前的研究并不能完全适用于可视化信息系统。
发明内容
本发明针对上述缺陷公开了一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,它包括对第一级监控中心进行安全防护、对第二级企业内部网络进行安全防护和对第三级数据采集端进行安全防护;对第一级监控中心进行安全防护包括对系统数据加密和使数据库安全;对第二级企业内部网络进行安全防护是指采用端对端加密方式;对第三级数据采集端进行安全防护包括保证RFID安全、保证视频安全和保证传感器网络安全。所述对系统数据加密是指采用DES对称加密算法,其具体步骤如下:使用Feistel密码结构,将其中加密的文本块分成两半,使用子密钥对其中一半文本块应用循环功能,然后将输出文本与另一半文本块进行“异或”运算;接着交换这两半文本块,这一过程会继续下去,但最后一个循环不交换;使用16个循环,并采用异或、置换、代换和移位操作四种基本运算。所述使数据库安全是指采取以下措施:将数据库中需要保护的数据与其他数据相隔、采用授权规则、对数据进行加密后存储于数据库和采用Oracle数据库进行备份与恢复。所述采用端对端加密方式的具体步骤如下:1)源节点对传送的含控制信息的数据进行加密;2)为每对节点设立一个公用密钥,并对相邻节点间包括节点本身传送的数据进行加密;3)当数据经过第K中间节点向下一个节点传送时,先用上一对节点的密钥解密,随即再用下一对节点的密钥加密,K为1-N;4)当数据到达目的节点后再进行解密;5)企业内部的传感器网络的端对端的加密选择在传输层或应用层中实现。所述保证RFID安全包括:1)在读写器和物品上的标签发生数据传输前,采取基于hash算法的安全认证来验证双方身份的合法性;2)采用基于LFSR流密码算法的A5算法来实现数据加密传输;3)采用基于RFID中间件安全策略。所述采用基于RFID中间件安全策略包括对读写器身份验证与访问控制、对操作人员的身份验证与访问控制、对上层应用进行访问控制和使用数据存储安全规范。所述对读写器身份验证与访问控制是指:每个读写器都有其唯一的读写器ID号,合法读写器的编号、用途、能访问的标签的范围以及能进行的操作都作为数据都存储在数据库中;这样在读写器访问中间件时,通过与数据库中存储的数据进行比较来验证读写器身份的合法性;所述对操作人员的身份验证与访问控制是指:在可视化信息系统中登记其合法操作人员的ID、其所能操作的读写器ID号以及能进行的操作指令,从而对操作读写器的人员进行身份认证,RFID中间件还要验证每次读写器发送的消息是否在其工作范围内,违规操作将不被接受;所述对上层应用进行访问控制是指:货主对其货物的RFID数据拥有管理权和访问权,其它用户默认对这些信息没有访问权,只有经过货主的授权,其它用户才可以访问货主的RFID信息;RFID中间件与上层应用的用户之间使用加密的通信方式;对于通过Internet相连的RFID中间件和用户,使用安全套接字层(SSL)的技术,以确保用户信息不被未经授权者截获或阅读;所述使用数据存储安全规范是指:在标签里面存储的只是物品的物流信息,其他数据将放在数据库中,当需要其他数据的时候,通过标签读写器的认证机制来获得访问该数据的权利。所述保证视频安全是指:在基于H.264的加密方法中选取熵编码进行视频压缩和加密。所述保证传感器网络安全包括采用保密与认证措施和对介质访问控制层进行防护。所述采用保密与认证措施包括建立共享密钥和采用uTESLA协议。本发明的有益效果为:1)结合了信息系统安全的技术以及物联网安全的技术,通过对两方面的综合研究,得出可视化信息系统这个复杂系统的安全保障体系。该保障体系能有效地指导可视化信息系统实施安全策略。2)通过对比选择了更适合可视化信息系统的安全的具体技术,包括RFID以及视频安全所要采用的标准和加密算法,不仅是在可视化信息系统中,在单纯的RFID安全以及视频安全中同样有效和适用。3)通过依照该安全体系以及安全方案进行实施,可以保证可视化信息系统的数据的安全采集、传输和存储。在可视化信息系统能够广泛应用于物流行业时可以建立完善的安全制度,使数据的存储以及应用更加可靠。附图说明:图1是第一级监控中心的安全体系示意图;图2是第二级企业内部网络安全体系示意图;图3是第三级数据采集端安全体系示意图;图4是端对端加密示意图;图5是流密码加密体制的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明:一种对可视化信息系统进行安全防护的方法,它包括对第一级监控中心(第三方政府监控中心为第一级监控中心)进行安全防护、对第二级企业内部网络(它具体是指冷链流程中各个企业内部网络管理系统)进行安全防护和对第三级数据采集端(指视频数据、温湿度数据、物品RFID数据信息的数据采集端)进行安全防护;在可视化信息系统的设计中,对系统的高可靠性、可用性、性能和互联都做了充分的考虑。本发明是能够有效地保证终端安全、通信安全、数据的机密性、完整性、真实性的安全保障体系。如图1所示,对第一级监控中心进行安全防护包括对系统数据加密和使数据库安全;下面对系统数据加密进行说明:系统数据安全有对立的两方面的含义:一是数据本身的安全,对于这方面,主要采用现代密码算法对数据进行主动保护,如数据保密、数据完整性、双向身份认证等;二是数据防护的安全,对于这方面,主要采用现代信息存储手段对数据进行主动防护,如通过磁盘阵列、数据备份等手段保证数据的安全,数据安全是一种主动的保护措施,数据本身的安全必须基于可靠的加密算法与安全体系。因本发明涉及到大量数据的采集,应采取相关措施保证数据处理的安全,即有效的防止数据在录入、处理、统计或打印中由于硬件故障、断电、死机、人为的误操作、程序缺陷、病毒或黑客等造成的数据库损坏或数据丢失现象,并且保证某些敏感或保密的数据不被没有资格的人员或操作员阅读等。本发明为确保重要数据的安全,一般要根据国家法律和有关规定制定,适合本单位的数据安全制度,数据安全实施应遵循的基本原则如下:(1)对应用系统使用、产生的介质或数据按其重要性进行分类,对存放有重要数据的介质,应备份必要份数,并分别存放在不同的安全地方(防火、防高温、防震、防磁、防静电及防盗),建立严格的保密保管制度。(2)根据数据的保密规定和用途,确定使用人员的存取权限、存取方式和审批手续。(3)重要数据(介质)库,应设专人负责登记保管,未经批准,不得随意挪用重要数据(介质)。在使用重要数据(介质)期间,应严格按国家保密规定控制转借或复制,需要使用或复制的须经批准。(4)对所有重要数据(介质)应定期检查,要考虑介质的安全保存期限,及时更新复制。损坏、废弃或过时的重要数据(介质)应由专人负责消磁处理,秘密级以上的重要数据(介质)在过保密期或废弃不用时,要及时销毁。(5)机密数据处理作业结束时,应及时清除存储器、联机磁带、磁盘及其它介质上有关作业的程序和数据。(6)机密级及以上秘密信息存储设备不得并入互联网。重要数据不得外泄,重要数据的输入及修改应由专人来完成。重要数据的打印输出及外存介质应存放在安全的地方,打印出的废纸应及时销毁。对系统数据加密是指采用DES对称加密算法,其具体步骤如下:使用Feistel密码结构,将其中加密的文本块分成两半,使用子密钥对其中一半文本块应用循环功能,然后将输出文本与另一半文本块进行“异或”运算;接着交换这两半文本块,这一过程会继续下去,但最后一个循环不交换;使用16个循环,并采用异或、置换、代换和移位操作四种基本运算。下面对使数据库安全进行说明:数据库安全包含两层含义:第一层是指系统运行安全,系统运行安全通常受到的威胁如下:一些网络不法分子通过网络、局域网等途径通过入侵电脑使系统无法正常启动,或超负荷让机子运行大量算法并关闭CPU风扇,使CPU过热烧坏等破坏性活动;第二层是指系统信息安全,系统安全通常受到的威胁如下:黑客对数据库入侵并盗取想要的资料。在本发明中,使数据库安全是指采取以下措施:将数据库中需要保护的数据与其他数据相隔、采用授权规则(如账户、口令和权限控制等访问控制方法)、对数据进行加密后存储于数据库和采用Oracle数据库进行备份与恢复,因为本发明需要采集的数据中有大量的视频数据,所以数据量是非常巨大的,数据库中存储的数据量也相应的非常庞大,所以采用Oracle数据库进行备份与恢复是必要的。RMAN是Oracle公司自Oracle8i版本之后提供的一种专门备份工具,能够实现数据库定制备份、自动备份等功能,简化了备份和恢复操作,降低了手工备份的复杂性和风险,提高了备份操作的可靠性和可恢复性。采用Oracle数据库进行备份与恢复的具体步骤如下:1)将由RMAN命令执行器、目标数据库及其实例、恢复目录和介质管理库四部分构成的RMAN备份工具安装在数据库客户端。2)合理编写数据库备份和恢复脚本,有效实施Oracle数据库备份和恢复作业。3)采用Differential增量备份方式,备份数据量小、存储空间要求较低。4)在进行一次级别为n的Differential增量备份时,RMAN只会对发生变化(与最近一次级别等于或小于n的增量备份相比)的数据块进行备份。5)实施Differential方式RMAN增量备份策略,设定在每周日、周三进行0级数据库备份(相当于全备份)及归档日志备份。6)设定周一、周二、周四、周五、周六进行1级增量备份及归档日志备份。7)派专人对数据库进行管理,定时的对数据进行备份和维护,以确保数据库的中重要数据的安全。如图2所示,对第二级企业内部网络进行安全防护是指采用端对端加密方式;下面对第二级企业内部网络安全进行详细说明:在可视化信息系统中,由于采集数据的多样性和复杂性,多由无线传感器实现数据采集,故而企业内部有线网络的传输一般比较安全,故安全隐患主要体现在无线传感器网络部分。无线传感网络中,由于能量有限性、环境因素和人为破坏等影响,无线传感网络节点容易损坏,因此,可视化信息系统必须保证网络功能不受单个节点的影响,进而增加系统的实时性、容错性和鲁棒性,并延长网络生存时间。计算机网络中的加密技术主要采用链路加密、节点加密和端对端加密等种方式。综合安全性和成本考虑,本发明采用端对端加密方式(它是对于在源节点和终节点之间传送数据所经历的各段链路和各个中间节点进行全程加密的一种加密技术)。如图4所示,采用端对端加密方式的具体步骤如下:1)源节点对传送的含控制信息的数据进行加密;2)为每对节点设立一个公用密钥,并对相邻节点间包括节点本身传送的数据进行加密;3)当数据经过第K中间节点向下一个节点传送时,先用上一对节点的密钥解密,随即再用下一对节点的密钥加密,K为1-N;4)当数据到达目的节点后再进行解密;5)企业内部的传感器网络的端对端的加密选择在传输层或更高层次中实现;若选择在传输层进行加密,安全措施对用户是透明的,就不必为每个用户提供单独的安全保护机制;若选择在应用层进行加密,则用户可根据自己的特定要求来选用不同的。如图3所示,对第三级数据采集端进行安全防护包括保证RFID安全、保证视频安全和保证传感器网络安全。下面对第三级数据采集端的安全体系进行说明:可视化信息系统若用在物流行业中,需要进行数据采集,这些都将作为防伪溯源的依据。需要采集的信息包括视频和通过RFID采集的物流数据信息,这些数据会通过无线传感器网络在企业内部进行传输。数据采集方面需要采取的安全措施包括保证RFID的安全,视频的安全以及传感器网络的安全。在产品被贴上二维码之后,不论是将物流信息写入标签还是读取标签上的物流信息,都需要用到RFID技术。那么RFID的安全能够保证物流信息的安全以及准确性,不被篡改从而可成为防伪溯源的有效信息。现代可视化信息系统面临的安全威胁是多变的,采取的策略应该是综合的,方案涉及身份认证、数据加密、基于RFID中间件的安全策略。保证RFID安全包括:1)在读写器和物品上的标签发生数据传输前,采取基于hash算法的安全认证来验证双方身份的合法性;详细说明如下:由于标签和读写器之间是无线通信信道,存在着潜在一些安全风险,包括非法读取、窃听、重放、欺骗等,因此必须要进行身份认证。首先,贴在物品上的标签和读写器通信前,必须确信读写器是合法的,否则窃听者利用非法的读写器就可以读取标签内的信息,或者根据标签ID进行非法跟踪,甚至修改里面的信息,给可视化信息系统带来风险。同时,读写器也必须确信标签是合法的,否则如果非法标签通过伪装进入系统,骗取读写器提供敏感信息,也将给可视化信息系统带来损失。为解决在数据通信中双方的身份问题,在通信前必须确定通信双方身份的合法性,可以利用对称的安全认证方式可以解决这个方面的问题。本可视化信息系统采取的是基于hash的安全认证,基于hash算法的安全认证是安全性比较高的安全方案,为采用该安全认证方法,需要所购买的硬件满足一定的要求,要求读写器和标签能够进行hash运算、异或运算、产生随机数这些功能中的一个或者几个,因此在进行产品采购时需要加以注意。2)采用基于LFSR流密码算法的A5算法来实现数据加密传输;详细说明如下:在本系统的RFID中采用对称加密算法进行信息加密。在对称加密算法中,选择流密码加密体制。如图5所示,流密码加密体制的工作原理如下:密钥k(制乱元素并且是少量的)通过第一密钥流产生器进行某种复杂的运算(密码算法),从而产生大量的密钥序列,密钥序列在与二进制明文序列进行运算得到秘文序列,从而用于对明文位流的加密。解密是指通过秘密信道1和第二密钥流产生器产生与加密过程相同的密钥k,用以还原明文位流。(在解密过程中,采用了与加密过程相同的密码算法及密钥序列)由上述流密码系统的工作原理可知,密钥序列决定了流密码系统的安全性,产生密钥序列的算法是流密码的关键。实际应用中的密钥序列大多利用线性移位寄存器(LFSR)来生成,这是因为LFSR结构简单,运行速度快。本可视化信息系统采用了基于LFSR的流密码算法的A5算法,该算法由3个LFSR组成,是一种集互控和停走于一体的钟控模型,输出是这些寄存器异或(XOR)逻辑运算的结果,适用于该系统用于对数据的加密。3)采用基于RFID中间件安全策略;详细说明如下:基于RFID中间件的安全是以对RFID数据的保护为核心的。读写器作为与标签进行通信和数据采集的基础硬件,只是通信接口,本身没有应用逻辑。系统内众多的读写器和标签到底应当如何进行操作,传送什么信息,都应当由RFID中间件根据上层应用的需求统一分配管理,然后RFID中间件才能把相应数据收集处理得到用户希望的结果。在认证协议中实现了以下目标:标签相信读写器的合法性、读写器相信标签的合法性、RFID中间件读写器的合法性。但是由于RFID中间件在系统中独特的位置,RFID中间件除了和读写器,数据库直接通信以外,还与不同的应用系统相连,所以仅仅实现上述目标还不够,必须保证中间件和其他应用系统之间通信的安全性。采用基于RFID中间件安全策略包括对读写器身份验证与访问控制、对操作人员的身份验证与访问控制、对上层应用进行访问控制和使用数据存储安全规范;所述对读写器身份验证与访问控制是指:在基于RFID技术的现代可视化信息系统中,每个读写器都有其唯一的读写器ID号,合法读写器的编号、用途、能访问的标签的范围以及能进行的操作都作为数据都存储在数据库中;这样在读写器访问中间件时,通过与数据库中存储的数据进行比较来验证读写器身份的合法性;所述对操作人员的身份验证与访问控制是指:实际上不仅要对读写器身份的合法性进行验证,在可视化信息系统中登记其合法操作人员的ID、其所能操作的读写器ID号以及能进行的操作指令,从而对操作读写器的人员进行身份认证,RFID中间件还要验证每次读写器发送的消息是否在其工作范围内,违规操作将不被接受;所述对上层应用进行访问控制是指:RFID中间件处理的标签数据信息中含有个人隐私信息以及公司机密信息。要访问这些信息必须通过一定的授权机制。因为RFID中间件通过网络实时地把经过处理标签信息发送到企业信息系统中。所以必须限定上层应用用户对数据的访问权限,用户只能访问属于自己物品的相关RFID数据或是系统共享数据,不能访问他人的私有数据。对上层应用进行访问控制按照以下规则进行:货主对其货物的RFID数据拥有管理权和访问权,其它用户默认对这些信息没有访问权,只有经过货主的授权,其它用户才可以访问货主的RFID信息;RFID中间件与上层应用的用户之间使用加密的通信方式;对于通过Internet相连的RFID中间件和用户,使用安全套接字层(SSL)的技术,以确保用户信息不被未经授权者截获或阅读;所述使用数据存储安全规范是指:RFID中间件很多功能的实现都需要后台数据库的支持,因此在存储时需要考虑数据的机密性问题。因为考虑到在实际应用中,标签和读写器的容量、计算能力都有限,所以存储原则是尽量将数据存储在后台数据库中,标签里面存储的只是物品的物流信息,例如产品的属性、状态和物理环境参数(温度、湿度等),其他数据将放在数据库中(与基本数据建立关联),当需要其他数据的时候,通过标签读写器的认证机制来获得访问该数据的权利。所述保证视频安全是指:在基于H.264的加密方法中选取熵编码进行视频压缩和加密。详细说明如下:在视频收集之后通过编码器进行视频压缩和加密。在基于H.264的加密方法中选取熵编码进行视频压缩加密。基于H.264的加密算法比较以及选择熵编码的原因如下表:表2H.264视频加密算法分级及性能比较ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>从表中可以发现,熵编码的安全性较高,加密速度快,对视频的压缩影响小,而且对数据具有可操作性。对于可视化信息系统来说,因为可视化是其一个重要的特点,所以需要采集的视频数据是海量的,因此加密速度一定要快,而且对压缩影响一定要小,综合考虑来看,熵编码的视频加密是最适合可视化信息系统的。所述保证传感器网络安全包括采用保密与认证措施和对介质访问控制层进行防护。所述采用保密与认证措施包括建立共享密钥和采用uTESLA协议。对建立共享密钥的说明如下:两个传感器节点要建立保密和认证链路,需要建立一个共享密钥。通过信息加密和结点间的身份认证,保证整个系统的信息流处于一个由加密技术构成的封闭的边界内,从而使恶意人员不能修改、窃听和制造其中的信息。采用uTESLA协议的说明如下:对许多传感器网络协议来说,广播和多播是必不可少的。在广播和多播中,使用Purring提出的uTESLA协议,在假定传感器节点之间松散的时间同步条件下,提供安全的广播认证。uTESLA基本思想是采用Hash链的方法在基站生成密钥链,每个节点预先保存密钥链最后一个密钥作为认证信息;整个网络需要保持松散同步,基站按时段依次使用密钥链上的密钥加密消息认证码(MAC),并在下一时段公布该密钥;节点通过认证信息来认证公布的密钥,并验证消息认证码。该方案应用对称密钥算法实现安全组播,能够满足无线传感器网络资源受限的特殊环境的要求。对介质访问控制层(MAC)进行防护的说明如下:无线传感器网络的可获得性是指传感器网络在整个生命周期内都能够运行,即保证传感器网络的运行的稳定性,能抵御网络攻击。否认服务(DOS)攻击常常导致可获得性的丢失。DOS攻击通常存在在数据链路层或介质访问控制(MAC)层,在某些MAC层协议中使用载波监听的方法来与相邻节点协调使用信道,当发生信道冲突时,节点使用二进制值指数倒退算法来确定重新发送数据的时机。攻击者只需要产生一个字节的冲突就可以破坏整个数据包的发送。解决的方法就是对MAC的准入控制进行限速,网络自动忽略过多的请求,从而不必对于每个请求都应答,节省通信的开销。本发明将信息系统的安全、物联网的安全和视频加密等这些方面的技术集合成为一个整体的框架。而这是区别于现有的技术方案的一个重要方面。可视化信息系统的安全体系更加具有针对性。