在物联网（IoT）的浪潮下，嵌入式电路与系统的应用越来越广泛。从家用智能设备到工业自动化，从医疗监测到城市基础设施管理，嵌入式技术无处不在。但是，这种技术的普及也带来了新的安全性挑战。本文将探讨IoT时代下的嵌入式系统安全性问题，并分析可能的解决方案。

IoT环境中的安全威胁

信息泄露与数据盗窃

随着越来越多的设备连接到互联网，网络攻击者有了更多机会去获取敏感信息。例如，一些智能家居设备由于缺乏足够的安全措施，被发现存在严重漏洞，这些漏洞使得攻击者能够轻易地访问和控制这些设备。此外，许多传感器和执行器收集并处理大量数据，如果这些数据没有得到妥善保护，就可能会被未经授权的人员访问或窃取。

控制权失误

在某些情况下，即便是最先进的嵌入式系统也无法防止物理控制权失误。这可能包括对硬件组件进行物理破坏、篡改或替换，以此来干预或控制整个系统。在工业自动化中，这种风险尤为高，因为它不仅影响生产效率，还可能导致人员伤害甚至事故发生。

代码注入与恶意软件

随着软件定义硬件（SDH）和可编程逻辑控制器（PLC）的普及，对于代码注入和恶意软件等新型威胁变得更加迫切。攻击者可以通过上传恶意代码或者利用已经存在的问题来操控这些设备，使其成为网络犯罪活动的一部分，如DDoS攻击、勒索软件分发等。

嵌入式系统安全性的关键要素

硬件级别安全性

确保硬件设计时就考虑到了安全性，比如使用专用的加密芯片进行数据加密，以及采用物理隔离措施以防止潜在的篡改行为。同时，也需要确保供应链完整无缺陷，以减少由第三方制造商引起的问题。

软件开发最佳实践

实施强大的认证机制、输入验证以及错误处理策略都是提高嵌入式系统抵御各种攻击的手段。此外，不断更新软件以修补已知漏洞也是至关重要的一步，但这需要平衡更新频率与实际部署需求之间的关系，以避免过度频繁更新导致稳定性问题。

安全通信协议

选择适当且经过测试的通信协议对于保障数据传输过程中的隐私和完整性至关重要。不仅要保证端对端加密，还要考虑通讯延迟、带宽限制以及信道质量等因素，以确保协议能有效运行而不会降低整体性能。

解决方案探讨

安全标准化框架建立

为了应对不断变化的情景，我们需要建立一个统一且可扩展的地理位置标识符（Geolocation Identifier, GLID）标准，它能够帮助我们辨识不同类型的情报来源，并提供一种方法来共享情报知识库，同时保持敏感信息不被泄露。

网络架构优化与分层设计思想落实

实现更高水平的手动操作接口，可以让用户更加直接地参与到日常维护工作中，而不是依赖复杂而不可靠的人工智能算法。此外，将关键任务分散至不同的子网上，可以增强网络稳定性，并减少单点故障所造成的大规模影响。

终端配备： 提供每个用户自己的小型服务器用于存储个人文件并同步它们。这意味着即使中央服务器遭受黑客攻击，他们仍然可以访问他们自己的内容。

身份验证： 引导客户使用两步验证码登录，每次尝试都要求他们输入短信确认码。这增加了额外的一个层面保护用户账户免受非法访问。

区块链技术： 使用区块链技术创建一个不可更改的事务记录平台，该平台记录所有交易并跟踪所有资产移动情况。如果有人试图修改任何事务，那么该事件将立即被检测出来，并且该事务将被拒绝接受。

结论：

随着物联网继续发展，其相关产品及其服务必需持续创新以满足不断增长需求，同时保证用户隐私和业务连续性的最大程度。而这正是当前研究方向所追求之目标——结合最新科技创造出既具有高功能又具备高度安全性的嵌入式电路与系统。