跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析
发布时间：2021-01-18 08:41
近几年,物联网迅速发展,大规模应用于智能制造、智能家居、智慧医疗等行业,给用户生活带来了极大的便利,但也引入了很多物联网环境下特有的安全隐患,对用户家庭安全构成了严重威胁,因此我们需要对物联网安全进行深入的研究。本文发现在物联网环境下应用间物理交互问题会给用户家庭带来安全危害,而且第三方规则平台的大量应用,更加加剧了应用间物理交互的形成。本文提出了一种跨平台物联网应用间物理交互提取方法,可以针对不同平台应用进行静态程序分析,提取不同应用由于共享物理环境而形成的物理交互。并提出算法对发现的物理交互进行风险评估,给予物联网供应商和开发者安全警示。本文的具体工作如下:（1）提出一种新的物联网应用和规则分析方法,支持应用间物理交互分析与提取。主要研究了将自然语言描述的规则转换为标准的可分析代码,并提出了跨平台物联网应用间和规则间交互提取算法。（2）对于提取的物理交互依赖,基于机器学习算法设计了两个风险值计算方法,并实验验证算法的有效性。对于风险较高的依赖链,我们设计了两种方法来缓解该问题:一种是通过代码插桩实现动作触发条件的增强,另一种是在应用安装时实时检测已安装应用与待安装应用（规则）是否形...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３应用间物理交互示例??如图２．３所示，两个应用因温度（ｔｅｍｐ）环境交叠，而间接产生物理交互，形??，６加热能，??
?第３章跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析???开始??１?ｒ???分词去停用词??，ｒ???词性标记???］?ｒ???动作匹配???Ｙ???代码模板填充??手动调整＿??结束卜???图３．３规则转换流程图??殊的副词或动词，则会直接配置对应的能力。如ｏｎ对应ｓｗｉｔｃｈ能力，ｏｐｅｎ对应??ｄｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌｌ?能力。??ＩＦＴＴＴ平台专门为ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ设备开发了设备控制规则，并可以通过接口??配置到设备上，我们从ＩＦＴＴＴ官网爬取了?２４４条适用于ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ平台设备的??规则，并从中选择了?９８条包含关键词“ｗｈｅｎ”或者“ｉｆ”的规则，用于实验分??析。因为我们可以从语句中解析到规则对应的事件触发能力以及事件发生后形??成的设备动作，也就是单个应用内形成的物理交互，并且可以与原生应用共同分??析，得到跨平台的应用间形成的物理交互。??（４）代码检查??在实现算法并在数据集上运行后，我们发现最终结果不是很准确。原因是由??于规则描述语言不标准，对规则转换结果的准确性造成了较大的影响。因此我们??在算法运行后，对照能力ＡＰ丨将转换后的代码进行了修正，并且保证修改后的??代码能够正确在ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ的在线仿真丨ＤＥ中正确运行。??２７??
?第３章跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析???ａｐｐｌ?ａｐｐ２?ａｐｐ３??Ｓｉ?Ｓ２?Ｓ３??ｃ??Ｃｈａｉｎ?１?—?一一?麵??Ｃｈａｉｎ?２?????？??图３．５多应用间交互链风险计算模型??的手机上，保证风险较高的事件发生时是有人知道的。对火情等严重安全事件，??可直接采取报警的形式完成。??在进行风险较大的事件处理时，应用不仅判断动作的触发条件，还检测某个??运动传感器数据，判断室内是否有人。若有人，则允许执行，否则不允许执行或??者提醒用户高风险事件己经执行。对于温湿度控制类应用，可以设置阈值的上下??限，通过实时检测室内温湿度，当达到上下限时设备暂停工作。开发者可以在应??用开发时就将检测逻辑写进代码。实现时可以通过代码插桩技术动态地调整代??码，将检测逻辑插入到触发条件的位置。当然，这种方案会产生额外的运行时开??销，也需要单独设置运动传感器，但是能够避免许多安全事故的发生。??（２）配置时检查??本工具实现了对原生应用和第三方规则的混合分析，既可以作为平台的离??线分析工具使用，也可以借助物联网平台中网关提供的本地自动化逻辑执行模??块，将本工具实现在网关的本地自动化逻辑执行模块中，在用户安装应用的时候??实时检测室内己安装应用与待安装应用间是否形成应用间物理交互。如果存在，??则提醒用户存在安全风险，并向用户展示形成的物理交互。若不存在物理交互，??即可安装全部应用。该方案对代码无侵入，可以很好地为用户提供服务。??３．４小结??本章主要介绍了跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析的主要内容。??我们首先介绍了本工具分析的数据集的组成及规则转换，介
本文编号：2984639
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３应用间物理交互示例??如图２．３所示，两个应用因温度（ｔｅｍｐ）环境交叠，而间接产生物理交互，形??，６加热能，??
?第３章跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析???开始??１?ｒ???分词去停用词??，ｒ???词性标记???］?ｒ???动作匹配???Ｙ???代码模板填充??手动调整＿??结束卜???图３．３规则转换流程图??殊的副词或动词，则会直接配置对应的能力。如ｏｎ对应ｓｗｉｔｃｈ能力，ｏｐｅｎ对应??ｄｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌｌ?能力。??ＩＦＴＴＴ平台专门为ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ设备开发了设备控制规则，并可以通过接口??配置到设备上，我们从ＩＦＴＴＴ官网爬取了?２４４条适用于ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ平台设备的??规则，并从中选择了?９８条包含关键词“ｗｈｅｎ”或者“ｉｆ”的规则，用于实验分??析。因为我们可以从语句中解析到规则对应的事件触发能力以及事件发生后形??成的设备动作，也就是单个应用内形成的物理交互，并且可以与原生应用共同分??析，得到跨平台的应用间形成的物理交互。??（４）代码检查??在实现算法并在数据集上运行后，我们发现最终结果不是很准确。原因是由??于规则描述语言不标准，对规则转换结果的准确性造成了较大的影响。因此我们??在算法运行后，对照能力ＡＰ丨将转换后的代码进行了修正，并且保证修改后的??代码能够正确在ＳｍａｒｔＴｈｉｎｇｓ的在线仿真丨ＤＥ中正确运行。??２７??
?第３章跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析???ａｐｐｌ?ａｐｐ２?ａｐｐ３??Ｓｉ?Ｓ２?Ｓ３??ｃ??Ｃｈａｉｎ?１?—?一一?麵??Ｃｈａｉｎ?２?????？??图３．５多应用间交互链风险计算模型??的手机上，保证风险较高的事件发生时是有人知道的。对火情等严重安全事件，??可直接采取报警的形式完成。??在进行风险较大的事件处理时，应用不仅判断动作的触发条件，还检测某个??运动传感器数据，判断室内是否有人。若有人，则允许执行，否则不允许执行或??者提醒用户高风险事件己经执行。对于温湿度控制类应用，可以设置阈值的上下??限，通过实时检测室内温湿度，当达到上下限时设备暂停工作。开发者可以在应??用开发时就将检测逻辑写进代码。实现时可以通过代码插桩技术动态地调整代??码，将检测逻辑插入到触发条件的位置。当然，这种方案会产生额外的运行时开??销，也需要单独设置运动传感器，但是能够避免许多安全事故的发生。??（２）配置时检查??本工具实现了对原生应用和第三方规则的混合分析，既可以作为平台的离??线分析工具使用，也可以借助物联网平台中网关提供的本地自动化逻辑执行模??块，将本工具实现在网关的本地自动化逻辑执行模块中，在用户安装应用的时候??实时检测室内己安装应用与待安装应用间是否形成应用间物理交互。如果存在，??则提醒用户存在安全风险，并向用户展示形成的物理交互。若不存在物理交互，??即可安装全部应用。该方案对代码无侵入，可以很好地为用户提供服务。??３．４小结??本章主要介绍了跨平台物联网应用间物理交互发现与风险分析的主要内容。??我们首先介绍了本工具分析的数据集的组成及规则转换，介
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