如何让黑客远离未来的智慧城市

据估算，全球智慧城市已部署的联网设备超过23亿台，但我们仍处于智慧城市变革的早期阶段。城市中的一切都已实现互联：交通管控设施、车辆、建筑都接入网络，城市已具备足够的智能化水平，可适配人类需求，在设计上能够以最高的运行效率、能效水平与安全标准运转。

支撑这一切的核心要素是基础设施、通信与智能能力，这三个关键组成部分都易受黑客攻击与网络攻击侵害。近年来，亚特兰大、巴尔的摩、北卡罗来纳州格林维尔及其他城市都遭遇过引发广泛关注的网络攻击。除非市政领域所用联网设备与互联网基础设施的制造商采用更完善的安全策略、流程与协议，否则此类事件的发生频率只会越来越高。

2018年，亚特兰大 遭受 Samas（又称 SAMSAM）勒索软件攻击，城市运行瘫痪约两周，全市约30%的“关键任务”软件应用受到影响。黑客索要价值5万美元的比特币赎金，但该市拒绝支付。亚特兰大官方通报称，电脑中存储的“十年期法律文件”与“数年的”警车行车记录仪证据已被清除，对治安与执法工作造成了深远影响。《亚特兰大宪法报》 报道称，此次攻击给该市造成了约1700万美元的损失。

一年后，巴尔的摩遭到 RobbinHood 勒索软件 攻击，此次事件给该市造成的损失超过1800万美元。攻击导致服务器被锁定，市政府无法使用电子邮件与电信系统，房地产交易、账单支付以及应急服务均受到干扰。

为何城市如此容易遭受高危攻击？

我们先从基础设施说起。网络罪犯已经能够重新编程交通信号灯与控制设备，造成严重交通拥堵。还有攻击者可以接入各类数字交通标识的控制系统，制造大量混乱。

这类黑客攻击大多未造成生命威胁，但随着自动驾驶汽车的普及，情况将会发生改变。很快，配送货车、公交车、出租车与私人车辆都将实现自动驾驶。自动驾驶汽车的核心应用前景之一，就是通过车辆之间、车辆与城市交通系统之间的通信，实现更高效、更安全的运行。但这种通信要求车辆之间保持紧密协同——这些车辆可能正高速行驶，车距仅数英寸。

如果其中一辆车遭到黑客攻击，通信中断，无法与其他车辆协同，会发生什么？轻则造成交通拥堵，重则可能引发严重事故，导致乘客和/或附近行人受伤甚至死亡。

智慧城市面临的另一项风险来自建筑内部的环境控制系统。要确保零售店、办公室与住宅内维持最佳温湿度水平，需要在能源消耗与居住者舒适度之间实现复杂的平衡。而一旦黑客接入环境控制系统，就能大肆破坏，导致建筑无法居住，甚至可能引发安全隐患。获取建筑控制系统权限后，黑客可以控制电梯、自动扶梯与内部门的运行。恶意黑客可以触发火灾警报，启动灭火器与喷淋系统，让应急人员响应这些可能并未真实发生的事件，造成大量不必要的秩序混乱。

当然，我们也不能忽视实体安全风险。接入建筑管理系统的黑客可以远程开关建筑外门，既可能为犯罪分子进入建筑提供便利，也可能将工作人员与住户困在建筑内。

再设想公用事业设施被远程控制的场景：获取关键系统权限的黑客可以通断城市供电、在严寒天气切断供暖、中断供水，或者干扰环卫与排污系统。这些公用事业设施都通过互联网管控，都可能成为黑客的攻击目标。

除上述风险外，支撑城市运行的大量传统IT系统同样存在隐患。政府部门、学校、应急响应人员，以及保障城市运转的供应商与服务行业，都依赖数字化运营维持正常工作。试想一下，如果食品、燃料分配等重要服务的数字化后台停止运行，会对城市及其市民造成怎样的影响。针对城市私营行业的网络攻击，对市政运行造成的破坏程度可能不亚于对智慧基础设施本身的直接攻击。

攻击无需直接控制系统即可造成严重破坏。与上述勒索软件攻击类似，不法分子可轻易劫持城市关键系统与基础设施网络，索要数十万甚至数百万美元赎金，才会解除对城市的控制。

恶意软件感染的一大特点是可扩散传播。在由联网“设备”交织构成的复杂网络中，被入侵的交通信号灯可能将风险扩散至交通通信系统，进而波及城市应急与第一响应系统，甚至可能彻底瘫痪智慧城市的全部关联系统。

那么我们该如何防护智慧城市？

第一步是保障网络层面与企业级基础设施系统的安全，确保仅经过授权的人员和指令可访问这些设备。通过部署最新的网络安全设备，并为所有系统采用基于证书的认证，可限制针对网络基础设施的攻击。

第二，我们必须保障人们日常使用的各类联网设备安全，涵盖智能手机、智能手表、笔记本、平板、便携式计算机，以及IoT设备（如健康运动监测设备、楼宇控制系统、交通管理系统等）。每台设备都必须内置安全机制纳入，避免成为黑客的攻击目标。笔记本电脑、智能手机与平板已有成熟的安全方案，但IoT设备需要专门的嵌入式安全方案。这类小型设备不具备运行传统安全方案的资源条件，需采用专为IoT设备设计的专用安全方案，包括安全启动、安全固件更新、安全通信协议，以及基于数字证书的强认证体系。.

汽车与自动驾驶车辆该如何防护？如今的汽车本质上是“轮子上的网络”。但遗憾的是，这类车辆中的大部分网络、传感器与电子控制单元（ECU）都未得到充分防护。随着车辆智能化程度提升、自动驾驶等级提高，它们将更容易遭受攻击。

通过部署嵌入式安全方案保护车辆的数据、控制系统与通信，我们完全有能力防护车辆的核心控制单元（ECU）以及传感器网络、通信网络。

最后，我们必须持续重视支撑市政数据、工作人员、网站与服务正常运行的传统IT系统。潜在攻击者已经拥有全套可尝试入侵这类基础设施的工具与技术手段。IT部门必须确保采用最新、最成熟的安全实践与方案，防止传统架构遭入侵后造成损失。

随着世界数字化程度不断提升，我们的城市、公共设施、建筑、汽车内部都搭载了越来越复杂的计算机与数据网络，恶意行为者与网络攻击带来的风险也在持续上升。

城市管理者与网络管理者现在就可以采取一系列经过验证的措施来缓解这些风险。联网设备的开发者与制造商现在及未来都可以落地对应的协议与技术，抵御网络攻击。我们的技术负责人、前沿工程师与设计师，以及开设STEM相关专业的高校，有责任学习、掌握并应用最新一代的安全最佳策略与技术——从生产线到系统部署、运维的全流程，都将安全作为优先事项。