吴克河,张 英,崔文超,程 瑞

(华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206)

0 引 言

物联网(Internet of Things, IoT)被称为是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命，是现代科技潮流当中最热门的技术之一[1]。由于物联网系统对于通信协议的特殊要求，IBM开发了一种适用于物联网数据传输的MQTT协议，该协议采用二进制格式编码，易于开发和实现，对低功耗和低速网络具有良好的适应性。目前基于MQTT协议通信的工业物联网设备数量已经达到了千万量级。

随着物联网的发展，基于工业物联网的安全事件如工业核心数据泄漏、互联终端遭到非法劫持和操控在国内外时有发生，对于入侵者来说，攻击工业物联网系统比攻击其他行业的物联网系统能够获得更多的利益[2]。

MQTT协议旨在为物联网提供一个真正轻量级且易于使用的通信协议，故而该协议在众多的物联网通信协议中最受欢迎。本文主要研究MQTT通信中的应用层安全性，应用层是所有数据的最终汇聚点，故而可以采用流量分析的方法来设计安全防护方案。目前应用广泛的DPI深度包检测技术通过特征匹配的方式搜索流量载荷中的相关字节特征[3]，也能保障MQTT代理服务器不受非法入侵，但是对于精心包装好的符合协议规约并满足访问控制规则的数据包就不能有效地被基于包过滤的防火墙发现。因此，有必要在通信服务器和终端设备层面对流量进行动态分析，采用MQTT入侵检测机制及时报告可疑行为[4]。……