前　言

物联网是新一代信息技术的重要组成，是“感知中国”“感知地球”的基础设施。物联网产业目前尚处于初创阶段，其应用前景广阔，未来将成为我国的新型战略产业。迄今为止，教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中已经有“物联网工程”“传感网技术”和“智能电网信息工程”3个与物联网技术相关的专业。随着物联网的发展，特别是随着4G和5G的大规模应用，已有的物联网课程讲授并没有突出和强调5G、大数据、人工智能、区块链等先进理论和技术对物联网的影响。为了培养更多的相关专业人才，亟须编著有关物联网基础理论和相关知识的专业书籍，以填补此领域的空白。

本教材从密码技术基础和物联网的感知层、网络层、应用层等分别进行讲授，每层又从技术原理、主要技术形态性能、优缺点、未来发展演进等角度进行介绍，力求让读者形成物联网整体知识结构，同时也了解相关技术细节的原理，从而引领读者渐渐步入物联网世界，帮助读者把握信息通信科技浪潮的发展方向，为未来的就业和科研工作打下理论基础。

本教材在内容设置上注重原理性和技术前沿性，基于物联网各知识点的内在联系和目前物联网应用的最新进展，以物联网的感知层、网络层和应用层为主线，构建了共8个章节的模块化结构。第1章介绍了物联网的定义、结构以及发展等，让读者了解物联网发展的历程，为后面的学习打下必备的基础；第2章扼要地介绍了密码技术基础，系统介绍了密码学的基本概念、对称密码、非对称密码、认证与数字签名；第3章描述了感知层物理安全技术，包括RFID标签物理层安全威胁及防护技术、传感器网络节点的安全威胁及其防御机制等；第4章系统地描述了感知层MAC协议安全，包括无线传感器网络IEEE 802.15.4协议、IEEE 802.15.4协议安全分析、无线局域网概述、无线局域网MAC层接入认证协议以及接入安全分析等；第5章阐述了网络层安全，主要讲解了安全需求、处理方法等；第6章概述了应用层安全，包括安全需求、处理方法等；第7章介绍了应用层安全的核心技术，特别强调了数据安全技术以及云安全技术；第8章系统地介绍了物联网安全事件、物联网面临的安全威胁以及物联网安全新观念等。

本教材结合密码技术基础和感知层、网络层、应用层等领域的最新技术发展，以及北京邮电大学信息与通信工程学院在这些领域的最新研究成果，在传统物联网教材的基础上进行创新，强调和突出了无线通信的影响，能够更好地满足新时代物联网理论和技术发展的需求，有利于培养学生分析和解决问题的能力。本教材根据作者多年的教学经验撰写，语言流畅、内容丰富，基本理论和实际应用紧密结合，书中的案例以及给出的大量习题取自当前主流物联网理论、技术和标准的实际案例。本教材的编写得到了多名博士生和硕士生的帮助，在此向他们表示诚挚的谢意。物联网和信息网络技术持续演进，相关的应用技术日新月异，作者希望本教材的内容能起到抛砖引玉的作用。本教材中的有些内容可能会过时甚至和实际系统的应用相悖，但读者所要学习的是基本原理和基本方法，而不是从书中找到解决实际问题的直接“药方”。根据读者反馈的意见以及物联网技术的增强和演进，作者将会陆续修订部分章节内容。

由于作者水平有限，谬误之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

作　者

北京邮电大学