安徽大學(xué)崔杰教授團隊：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（ industrial internet of things，IIoT）是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)與制造領(lǐng)域的深度演進，在中國制造2025、工業(yè)4.0 等國家戰(zhàn)略性政策中被多次提及。它通過集成移動通信、智能分析等前沿技術(shù)，利用具備感知與監(jiān)控能力的感知單元和控制單元，構(gòu)建起一套支撐智能化生產(chǎn)的底層網(wǎng)絡(luò)。依托互聯(lián)的傳感器、控制器、精密儀表以及各類工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，IIoT 實現(xiàn)了物理世界與數(shù)字空間的深度融合，達成了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通與系統(tǒng)間的深度互操作。IIoT 賦予了現(xiàn)代制造業(yè)原料靈活配置、過程按需執(zhí)行以及工藝動態(tài)優(yōu)化的核心特質(zhì)，顯著提升了資源的利用效率，驅(qū)動傳統(tǒng)工業(yè)跨越轉(zhuǎn)型門檻，向智能化、智慧化的新階段穩(wěn)步邁進，對推動我國制造強國、網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)具有重要意義。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

TCP/IP：傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，transmission control protocol/internet protocol；GSM：全球移動通信系統(tǒng)，global system for mobile communications

雖然工業(yè)數(shù)據(jù)的匯集、存儲和分析處理有助于實現(xiàn)智慧工廠，帶動產(chǎn)業(yè)升級，但原本封閉的工控網(wǎng)絡(luò)也因此更易被攻擊者接觸，存儲于工廠私有云的數(shù)據(jù)也更容易被攻擊，同時數(shù)據(jù)的高頻共享和傳輸使其更容易成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)，進而造成工業(yè)數(shù)據(jù)泄露、未經(jīng)授權(quán)的訪問、惡意篡改等安全風(fēng)險。因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用離不開安全技術(shù)的護航，急需構(gòu)建新型安全體系和關(guān)鍵技術(shù)，保障工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在共享傳輸過程中的安全性。

“區(qū)塊鏈 + 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)架構(gòu)

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)共享是實現(xiàn)智能制造、智能管理等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。區(qū)塊鏈技術(shù)常被用于構(gòu)建可信的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。區(qū)塊鏈作為一種新型、安全可信的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，賦予了存儲其上的數(shù)據(jù)透明、不易篡改、可追溯等安全特性，為實現(xiàn)各種安全應(yīng)用提供了可能。上圖是目前“區(qū)塊鏈 + 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”常用的系統(tǒng)架構(gòu)，數(shù)據(jù)經(jīng)由感知層傳遞至區(qū)塊鏈進行安全存儲和管理，而各種數(shù)據(jù)應(yīng)用則基于區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的共享實現(xiàn)。不同工業(yè)實體組成的區(qū)塊鏈層在該架構(gòu)中起到分布式監(jiān)管、溝通和治理的作用。需要說明的是，為了表述方便，在該架構(gòu)中將感知層、現(xiàn)場管理層、網(wǎng)絡(luò)層融合為一層進行表示。而區(qū)塊鏈層作為新加入的層，主要用于數(shù)據(jù)的存儲，且其組成可以是現(xiàn)場管理層的節(jié)點或原應(yīng)用層的各類節(jié)點。通過構(gòu)建區(qū)塊鏈層，原本獨立的應(yīng)用層則可以遷移至區(qū)塊鏈層，利用智能合約等技術(shù)運行應(yīng)用，從而實現(xiàn)分布式、高可靠、高安全的數(shù)據(jù)共享與處理的應(yīng)用，打破數(shù)據(jù)孤島。

現(xiàn)有的涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全研究領(lǐng)域的書籍大多針對的是傳統(tǒng)基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施的安全體系，且相對獨立地考慮數(shù)據(jù)共享中某個單一過程的安全，鮮有系統(tǒng)性地研究數(shù)據(jù)共享全生命周期安全的書籍。為此，《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)》將依托作者課題組在國內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表的代表性學(xué)術(shù)成果，系統(tǒng)性地介紹工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全共享的方法，創(chuàng)新性地結(jié)合區(qū)塊鏈解決數(shù)據(jù)共享全生命周期的安全，方便相關(guān)研究人員在該領(lǐng)域快速入門，從而為推動國家工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的發(fā)展添磚加瓦。

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)購買

崔杰 等 著

北京 : 科學(xué)出版社, 2026. 2

ISBN 978-7-03-084523-8

本書內(nèi)容寫作上由淺及深、循序漸進，首先闡述了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的背景知識、發(fā)展歷程、數(shù)據(jù)安全與隱私保護需求以及所涉及的基礎(chǔ)密碼學(xué)知識，接著按照數(shù)據(jù)共享生命周期的階段，分別介紹了區(qū)塊鏈驅(qū)動下的域內(nèi)認證、跨域認證、訪問控制和安全查詢。通過學(xué)習(xí)本書內(nèi)容，讀者可以強化對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享安全與隱私保護技術(shù)的認知，了解該研究領(lǐng)域的最新研究成果。

本書適用于普通高等院校物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、信息安全等專業(yè)的本科生、研究生進行“物聯(lián)網(wǎng)信息安全”“網(wǎng)絡(luò)與信息安全”“物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護”等課程的學(xué)習(xí)，也可作為網(wǎng)絡(luò)工程師、信息安全工程師、車聯(lián)網(wǎng)工程師、物聯(lián)網(wǎng)工程師以及相關(guān)愛好者的學(xué)習(xí)參考或培訓(xùn)用書。

本文摘編自《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)》（崔杰等著. 北京 : 科學(xué)出版社, 2026. 2）一書“前言”“第1 章 緒論”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

ISBN 978-7-03-084523-8

責(zé)任編輯：蔣 芳 鄭欣虹 曾佳佳

本書從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的安全與隱私保護需求出發(fā)，結(jié)合作者課題組在相關(guān)方向領(lǐng)域的多年科研實踐成果，并廣泛參考了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的最新研究成果與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，較為全面地介紹了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享安全技術(shù)研究領(lǐng)域。

（本文編輯：劉四旦）

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