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| 編輯推薦： |
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分析认为，很多厂商和组织缺乏安全意识和安全能力，在研发和部署物联网智能设备时，没有做好安全考虑，导致出现软硬件安全漏洞。而且，很多设备也缺乏软件安全更新机制或机制不安全，导致从根本上无法修复漏洞，从而产生了恶劣的后果。有鉴于此，清华大学出版社引进并主持翻译了《安全物联网系统设计》一书，希望通过本书，让广大物联网从业人员和安全从业人员理解物联网面临的独特安全挑战，物联网的不同应用场景，物联网的网络架构和数据架构，将信任和安全融入物联网设计的方法，以及物联网的生命周期管理。本书领衔作者Sumeet Arora是数据分析公司ThoughtSpot的首席研发官，利用搜索和人工智能为每位知识工作者带来见解和分析，帮助创建一个更现实的世界。第2位作者Ramachandra Gambheer是Cisco System公司的高级技术和业务运营经理。Gambheer 在硬件系统设计、物联网和大容量硬件测试自动化领域拥有30年的经验，并在美国和国际期刊上发表了多篇论文。Gambheer 为包括机器视觉在内的各个行业设计了多个基于FPGA的嵌入式系统。第3位作者Meenakshi Vohra是一名安全专家，
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| 內容簡介： |
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这本实用指南全面解释了物联网、机器—机器通信和自动化背后的技术。《安全物联网系统设计》由来自领先公司的专家团队撰写，涵盖了系统设计、协议、要求和设计的方方面面。通过本书，你会发现如何设计具有信任和安全的物联网设备和网络。本书以工业自动化案例研究和来自广泛领域的模拟实例为特色。 覆盖范围： ● 物联网架构和技术基础 ● 互联机器和M2M通信 ● 网络协议和架构 ● 物联网硬件设计基础 ● 广域网、IP和MAC配置 ● 物联网数据系统设计 ● 信任和安全设计 ● 数据安全政策和法规 ● 网络安全威胁和风险 ● 自动化 ● 跨行业使用案例 ● 行业合规性和标准
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| 關於作者： |
Sumeet Arora 担任数据分析公司ThoughtSpot 的首席研发官。ThoughtSpot公司的使命是利用搜索和人工智能技术，为知识工作者增加分析能力和洞察能力，帮助知识工作者创建一个更趋向于以事实为驱动的世界。在加入ThoughtSpot公司之前，Sumeet曾担任Cisco System公司的高级副总裁并兼任服务提供商网络部总经理。在总经理岗位上，Sumeet领导了面向全球服务提供商的网络/路由产品的工程、研发和产品管理团队。
Ramachandra Gambheer担任Cisco System公司的高级技术和业务运营经理。Ramachandra在硬件系统设计、物联网和海量硬件测试自动化领域拥有30年的全面经验，并在美国境内期刊和国际期刊上发表了多篇论文。Ramachandra曾经为包括机器视觉在内的各个行业设计了多个基于FPGA的嵌入式系统。Ramachandra也是Surathkal NITK(KREC)的校友和前教员。
Meenakshi Vohra作为安全专家，曾在Uber、VMware、洛克希德马丁和赛门铁克等大型公司和初创公司工作。Meenakshi实现了嵌入式平台和云计算软件系统的安全协议，以及出租汽车、无人机、出租飞机、自行车和滑板车等自主车辆的边缘系统。Meenakshi拥有二十多年的网络和软件产品研发经验。Meenakshi具有计算机科学学士学位和网络与安全硕士学位。
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| 目錄：
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第1章 物联网的演进 1
1.1 数字化转型简介 1
1.1.1 共享汽车 3
1.1.2 语音辅助导航系统 4
1.1.3 使用机器学习的数字购物体验 4
1.1.4 智能医疗健康系统 5
1.1.5 数码即时摄影应用场景 7
1.1.6 制造自动化 8
1.1.7 网联汽车 8
1.2 连接的价值链 9
1.3 什么是数字化转型 10
1.4 物联网简介 10
1.5 物联网系统的基本构建块 11
1.6 物联网的发展 13
1.7 网联汽车案例 14
1.8 总结 16
第2章 物联网架构和技术要点 19
2.1 简介 19
2.2 物联网系统架构 19
2.2.1 基础架构平面 20
2.2.2 应用程序平面 27
2.3 物联网技术和协议 27
2.4 将学到的知识运用到网联汽车案例 39
2.5 总结 41
第3章 联网机器 43
3.1 简介 43
3.2 机器对机器 44
3.3 M2M通信 44
3.4 M2M的应用场景 45
3.5 M2M的主要特点 46
3.6 M2M的架构和组件 46
3.7 M2M应用通信原则 47
3.8 M2M的注意事项和相关
的问题 49
3.9 M2M的标准化努力 49
3.10 总结 50
第4章 物联网网络架构 51
4.1 简介 51
4.2 网络术语 51
4.3 ISO-OSI参考模型 55
4.4 网络协议 58
4.5 广域网架构 59
4.5.1 广域网技术类型 59
4.5.2 IP网络 60
4.5.3 Ethernet上的IP 62
4.6 MAC源地址 63
4.7 数据接收 66
4.8 多协议标签交换 67
4.9 数据中心 70
4.10 数据中心网络 71
4.11 物联网网关 72
4.12 总结 75
第5章 物联网硬件设计基础 77
5.1 简介 77
5.2 硬件系统需求 77
5.3 硬件功能规范 79
5.4 软件功能规范 80
5.5 硬件组件选择 80
5.6 可制造性设计 85
5.7 可测试性设计 86
5.8 原理图、布局和Gerber 88
5.9 PCB制造和组装 90
5.10 硬件设计流程总结 91
5.11 将学习内容应用于互联车辆使用案例 91
5.11.1 系统规范 92
5.11.2 硬件功能规范 92
5.11.3 软件功能规范 92
5.11.4 组件选择 94
5.11.5 物联网视觉系统 94
5.12 商用物联网设备示例 95
5.12.1 家庭自动化应用 95
5.12.2 监测装置 97
5.13 硬件组件配置使用的标准 99
5.14 物联网应用场景的网络硬件选择 103
5.15 物联网硬件安全 104
5.16 总结 105
第6章 物联网数据系统设计 107
6.1 简介 107
6.2 物联网数据系统 107
6.3 价值链活动产生数据 108
6.4 运营数据：传感器和设备 109
6.4.1 传感器用途和传感器数据 109
6.4.2 传感器数据特性 110
6.5 业务和消费者/用户数据 110
6.6 运营数据与业务数据的交集 111
6.7 结构化与非结构化数据 111
6.8 数据系统设计 112
6.9 数据传输 112
6.10 数据收集 112
6.11 数据存储 113
6.12 数据准备 114
6.13 为分析整理数据 114
6.14 数据湖、数据仓库和数据
的高效访问 115
6.15 分析和商业智能 115
6.16 数据科学与物联网 116
6.16.1 不同的物联网数据科学 116
6.16.2 数据科学成功因素 117
6.17 机器学习 118
6.18 建立物联网数据系统 118
6.19 学以致用：网联汽车案例 119
6.20 总结 121
第7章 物联网：可信与安全的设计 123
7.1 简介 123
7.2 为什么需要安全的物联网系统 123
7.3 安全的物联网系统需求 124
7.4 物联网设备安全 125
7.5 可信物联网设备 126
7.6 可信的设备身份 127
7.7 物联网设备安全存储 127
7.8 安全启动与可信执行环境 127
7.9 信任根 128
7.10 可信的固件与软件 128
7.11 公钥基础架构 128
7.12 可信供应链 129
7.13 安全随机数生成器 129
7.14 物联网D2X通信安全 129
7.15 互相验证的端点 130
7.16 安全信道与端到端消息完整性 130
7.17 安全持续监测系统 131
7.18 物联网设备到云端的安全 131
7.19 物联网数据安全策略与法律法规监管合规要求 131
7.19.1 物联网数据安全 131
7.19.2 物联网设备数据防护 132
7.19.3 物联网用户隐私 132
7.19.4 物联网云端数据保护 132
7.20 物联网可信平台 133
7.21 安全身份验证 134
7.21.1 密钥的安全配置 134
7.21.2 安全Web接口 134
7.21.3 安全移动应用程序 134
7.21.4 安全API网关 134
7.22 端到端安全(含第三方) 134
7.23 学以致用：网联车辆案例 134
7.24 总结 136
附录 物联网网络安全威胁与风险审查案例 136
第8章 自动化 141
8.1 简介 141
8.2 物联网设备的生命周期管理 142
8.2.1 预置和配置 142
8.2.2 运营 142
8.2.3 维护 143
8.2.4 退役 143
8.3 零接触物联网设备 143
8.4 即插即用物联网设备 144
8.5 物联网SIM卡和管理 144
8.6 商用物联网控制软件 144
8.7 物联网网络架构的安全自动化 144
8.8 物联网应用软件设计原则 145
8.9 云原生软件 146
8.9.1 Linux 147
8.9.2 虚拟机 147
8.9.3 容器 147
8.9.4 Kubernetes 147
8.9.5 持续集成和持续交付 148
8.9.6 可观察性 148
8.9.7 应用程序安全 148
8.10 价值链工作流的自动化 149
8.11 边缘计算和云计算 149
8.12 学以致用：网联汽车案例 150
8.13 总结 151
第9章 跨行业物联网应用案例 153
9.1 简介 153
9.2 制造业 155
9.2.1 汽车制造业 155
9.2.2 电子制造服务 158
9.3 网联汽车 160
9.4 智能海港 162
9.4.1 智能海港管理 162
9.4.2 用物联网管理集装箱 163
9.5 智能机场 165
9.5.1 旅客追踪 166
9.5.2 行李追踪 167
9.5.3 机场安全保障 167
9.6 医疗健康系统无人机 167
9.7 物联网在石油天然气行业的应用案例 172
9.8 总结 174
第10章 物联网案例集锦 175
10.1 银行物联网 175
10.2 农业物联网 177
10.3 增强型智能家居(家居自动化) 178
10.4 智能制造 179
10.5 医疗物联网 180
10.6 配备智能汽车和智能家居的智慧城市 181
10.7 智能电网 181
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| 內容試閱：
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人们在教育和职业生涯中，曾一直痴迷于获取所学和所做一切事物背后的知识。
对于Sumeet Arora来说，无论是在印度理工学院获得的科学和工程专业知识，还是在沃顿商学院学习管理，这种广泛阅读某一学科并将跨多个学科的知识点联系起来的好奇心一直都激励着他。长达22年的Cisco System公司工作经历促成了Sumeet帮助建立和扩展互联网的使命。在建立尖端科技以支持互联网发展的同时，作为商业领袖，Sumeet还看到了网络对于公司以及国家的影响。最近，Sumeet开始涉足数据和分析领域，这一领域是数字化转型的关键环节。Meenakshi在其职业生涯中曾从事多项安全技术的开发，涉及本地部署、云计算、边缘基础架构、软件应用程序和企业以及政府机构信息安全，曾通过在自动驾驶车辆方面的工作涉足物联网安全。Ramachandra对教学抱有热情并将这一核心能力带入本书。此外，Ramachandra在硬件设计方面、网络和制造业价值链方面具有深厚的知识和经验。
本书的编撰团队借助在网络、数据及其分析、软硬件、安全、物联网和商业方面的多年经验，构建了更广泛的物联网跨域视图。物联网发展势头强劲，从网络技术的角度看待物联网也成为关键和核心。然而，网络和其他技术只是达成最终目标的途径，这就是从数字化转型以及价值链转型的角度编写本书的原因。编撰团队相信这些正是物联网所推动的结果。编撰团队结合对于商业、网络技术、安全和数据分析几个方面的思索，描述通过连接、自动化、分析和改进的活动如何共同改变不同行业的价值链。编撰团队通过使用数字科技来连接、自动化、分析和改进价值链上的每个环节。
数字化转型对世界的影响极其深远。几乎每个行业甚至公共部门都在以很快的速度发生变化。本书的目标是帮助专家们建立起广泛且跨技术的数字化转型知识，从而实现公司和公共部门通过规划物联网的落地达成关键绩效目标，以便更好地适应这个快速变化的世界。所有这些活动都必须安全地完成并以可信安全的平台作为基础。这就是本书广泛讨论安全主题并在物联网系统设计中强调“安全”的原因。
编撰团队也希望通过本书建立起一个学习团队，大家能够相互交流并收获彼此的见解。本书不仅汇集了编撰团队的知识和思想，也诚邀专家们提出宝贵意见，进而编撰团队能够更好地在本领域改进并提升。数字化转型和物联网是横跨多项技术的独立领域。编撰团队真诚希望物联网专家们能从此书获益并提供富有建设性的意见，以便不断完善本书。
书中包含的参考网址可通过扫描本书封底的二维码获取。
在此，编撰团队感谢所有家人和同事们对此书出版的大力支持，还要特别感谢为此书内容提供建议和指导的专家们。
Sumeet和Meenakshi还要感谢他们的孩子Saanvi和Krish Arora，感谢他们的父母Krishan和Raj Arora，以及Jagish和Usha Vohra。
Ramachandra感谢他妻子Bhagya在本书写作过程中的无条件支持，也万分感激他的父母和老师们。
编撰团队要感谢McGraw Hill公司对出版本书的帮助，尤其感谢Lara Zoble在撰写本书过程中给予的巨大支持、耐心和激励。2020年，全世界因为疫情都在封控中。在最坏的这段时期，按时交稿是件很不容易的事。Lara一直给予编撰团队大力支持，帮助本书顺利完成。编撰团队还想向项目经理Parag Mittal，编辑主管Stephen M. Smith，生产主管Pamela A. Pelton，以及所有其他McGraw Hill和KnowledgeWorks环球公司的支持人员们致以最诚挚的谢意。没有上述人员的支持，本书就无法出版。
Sumeet Arora
Ramachandra Gambheer
Meenakshi Vohra
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