6-2فرصت ها ………………12

 

1-6-2قابلیت دسترسی……………….. 12

 

2-6-2بهره وری……………….. 12

 

3-6-2اثربخشی هزینه………………. 13

 

4-6-2اتصال AAA………………..

 

7-2عملکرد اصلی اینترنت اشیا……………… 13

 

8-2فناوری های مورد استفاده در اینترنت اشیا……………… 15

 

1-8-2 RFID ………………

 

1-1-8-2 تجهیزات مورد نیاز RFID………………..

 

2-1-8-2انواع سیستم هایRFID………………..

 

3-1-8-2استانداردها……………… 27

 

4-1-8-2انواع سیستم هایRFID از نظر محدوده دسترسی……………….. 27

 

5-1-8-2مزایایRFID………………..

 

6-1-8-2معایبRFID………………..

 

7-1-8-2کاربردهای RFID………………..

 

8-1-8-2فاکتورهای مهم در پیاده سازیRFID………………..

 

9-1-8-2مثالهایی از کاربرد تکنولوژیRFID………………..

 

10-1-8-2مقایسهRFID وبارکد………………. 30

 

2-8-2 NFC………………..

 

1-2-8-2مشخصات فنی فناوریNFC………………..

 

2-2-8-2فناوری NFC در چه زمینه‌هایی کاربرد دارد؟……… 33

 

1-2-2-8-2پرداخت با کارت‌های غیر تماسی……………….. 33

 

2-2-2-8-2استفاده‌های روزمره……………… 33

 

3-2-8-2انتقال مختلف داده ها……………… 34

 

4-2-8-2مقایسه میان RFIDوNFC………………..

 

3-8-2شبكه های حسگری بیسیم………………. 36

 

1-3-8-2معرفی شبکه حسگر:……………… 36

 

2-3-8-2ساختار كلی شبكه حس/كار بی سیم………………. 37

 

3-3-8-2 ویژگی های شبكه حسگر/ كارانداز………………. 40

 

4-3-8-2كاربرد شبكه های حسگر/ كارانداز………………. 41

 

5-3-8-2پشته پروتكلی……………….. 41

 

6-3-8-2موضوعات مطرح شده درتوسعه شبكه های حسگر/ كارانداز……. 43

 

7-3-8-2 نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حس/كار(ذره ی میکا )…… 47

 

4-8-2فناوری نانو………………. 49

 

9-2معماری اینترنت اشیا ………………49

 

1-9-2معماری سه لایه………………. 49

 

2-9-2معماری چهار لایه………………. 50

 

3-9-2معماری پنج لایه………………51

 

4-9-2معماری شش لایه………………. 51

 

10-2اینترنت اشیای زیر آب(IOUT) ………………

 

1-10-2ویژگی های اینترنت اشیای زیر آب……………….. 54

 

2-10-2معماری اینترنت اشیای زیر آب………………..55

 

11-2چالشهای پیاده سازی و توسعه اینترنت اشیا ………………57

 

12-2امنیت در اینترنت اشیا……………… 58

 

1-12-2نیازمندی برای امنیت در اینترنت اشیا ………………60

 

2-12-2طبقه بندی انواع حملات صورت گرفته برروی اینترنت اشیا……. 61

 

3-12-2مدل امنیت اینترنت اشیا: ………………61

 

4-12-2چارچوبی برای امنیت اینترنت اشیا ………………66

 

5-12-2 معماری امنیت برمبنای معماری چهار لایه اینترنت اشیا ………………67

 

13-2کاربرد تکنولوژی های فناوری اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز……… 68

 

1-13-2کاربردشبکه های حسگر بیسیم درصنعت نفت وگاز و پتروشیمی…….. 68

 

2-13-2 كاربردRFIDدرصنعت نفت وگاز و پتروشیمی……………….. 71

 

3-13-2کاربرد نانوتکنولوژی در اینترنت اشیا صنایع نفت و گاز………………. 76

 

 

4-13-2مزایای استفاده از اینترنت اشیا در صنایع نفت و گاز………………. 77

 

14-2نتیجه گیری……………….. 77

 

فصل سوم: طراحی وضعیت امن برای بکار گیری اینترنت اشیا……………… 78

 

1-3مقدمه………………. 79

 

2-3 مدل پیشنهادی……………….. 79

 

1-2-3پیش شرط ها……………… 81

 

1-1-2-3الزامات امنیتی……………….. 81

 

2-1-2-3تعیین قلمرو و محدودیت های محیطی……………….. 81

 

3-1-2-3تعیین اهداف راهبردها و سیاست های امنیتی……………….. 81

 

4-1-2-3شناسایی اولویت های امنیتی……………….. 82

 

5-1-2-3تعیین هزینه امنیتی……………….. 82

 

2-2-3برنامه ریزی و ایجاد طرح……………….82

 

1-2-2-3 بررسی برنامه ریزی استراتژیک………………… 82

 

2-2-2-3 بررسی برنامه ریزی فناوری اطلاعات……………….. 83

 

3-2-2-3الزامات و ساختار های موجود………………. 83

 

4-2-2-3مطالعه زنجیره ارزش و تامین……………….. 83

 

5-2-2-3طرح ریزی برای ساختار اینترنت اشیا و تعیین نقش اینترنت اشیا….. 83

 

3-2-3تفکیک سازی نقش ها و ساختار………………. 83

 

4-2-3پیاده سازی و اجرا……………… 84

 

5-2-3مدیریت امنیت……………….. 86

 

6-2-3 مکانیزم ها و روش های ارزیابی امنیت……………….. 86

 

3-3نتیجه گیری……………….. 86

 

فصل چهارم : تجزیه و تحلیل داده ها ،ارزیابی مدل پیشنهادی…….. 87

 

1- 4 مقدمه………………. 88

 

2-4مطالعه موردی……………….. 88

 

1-2-4جمع بندی مطاله موردی……………….. 100

 

3-4ارزیابی مقایسه ای……………….. 100

 

1-3-4ابزار مورد استفاده ………………101

 

2-3-4تعیین هدف و معیارها……………… 101

 

3-3-4تحلیل نتایج……………….. 104

 

4-4ارزیابی به وسیله پرسش نامه………………. 105

 

1-4-4روش پژوهش و جمع آوری داده ها……………… 105

 

2-4-4روایی و پایایی پرسشنامه………………. 105

 

3-4-4روش آلفای کرونباخ………………. 106

 

4-4-4آنالیز و تجزیه و تحلیل داده ها ………………108

 

5-4نتیجه گیری……………….. 123

 

فصل پنجم: نتیجه گیری……………….. 124

 

1-5 خلاصه تحقیق………………. 125

 

2-5محدودیت های تحقیق………………. 126

 

3-5 پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده……………… 127

 

منابع و مآخذ………………. 128

 

پیوست……………….. 134

 

چکیده:

 

صنعت نفت و گاز به عنوان یکی از مهمترین صنایع می باشد که لزوم استفاده از فناوری های جدید در جهت افزایش اثرات مطلوب این صنعت، با تامین ایمنی همه جانبه کارکنان و تجهیزات و تاسیسات ،به صفر رساندن حوادث و آسیب ها از طریق حذف شرایط ناایمن ،ارتقا سلامت افراد و حفاظت از محیط زیست به عنوان سرمایه بشری می باشد .

 

اینترنت اشیا یکی از مجموعه فناوری های نوین می باشد که می تواند در فرآیند های اکتشاف و تولید ،پالایشگاه ها ،پترو شیمی ،خط لوله ،حمل و نقل و توزیع استفاده شود.استفاده از این فناوری در صنعت نفت و گاز باعث افزایش امنیت کارکنان ،شناسایی مسایل بهداشتی و ایمنی ،بهینه سازی تولید ،تحمل خطا و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.

 

با توجه به اهمیت کاربرد این فناوری در صنایع نفت و گاز نیازمند استفاده از مدلی هستیم که به واسطه استفاده از آن بتوانیم در حد قابل قبولی از امنیت، بکار گیری فناوری اینترنت اشیا را در سطح این صنایع مهم داشته باشیم به دین منظور به شناسایی فناوری اینترنت اشیا و تکنولوژی های مورد استفاده آن می پردازیم سپس در طی مراحل تحقیق برای ارائه مدل امن دستاوردهای مطالعات و پژوهش هایی را كه به منظور ارائه چارچوبی مناسب جهت تدوین معماری اینترنت اشیا است، عرضه می گردد. بدین ترتیب كه ابتدا مطالعات گسترده ای بر مبانی نظری انجام ودر ادامه به بررسی چند چارچوب معماری و معماری امنیت در اینترنت اشیا پرداخته میشود كه از بین آنها چارچوب معماری امن سه لایه را انتخا ب و بامولفه های ، الزامات ساختار عملیات در صنعت نفت و گاز باز تعر یف كرده و با در نظر گرفتن عوامل خارجی اثر گذار بر امنیت چارچوبی جدید در بکارگیری امن اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز ارائه خواهیم داد و در انتها به ارزیابی مدل پیشنهادی می پردازیم.

 

فصل اول: مقدمه و کلیات پژوهش

 

1-1- مقدمه

 

در اواخر قرن بیستم با گسترش فناوری های هوشمند ،توسعه شبکه های ارتباطی و اینترنت ،توسعه شبکه های حسگر و سنسورها تلاش ها ومطالعات گسترده ای برای استفاده از این دسته فناوری ها به منظور ارائه راه حل های برای بهبود زندگی انسان ها شروع شد.]5,6[

 

یکی از کاربرد های مهم این فناوری ها ارتباط با اشیا و کسب اطلاعات از طریق این اشیا بود این پارادایم اولین بار توسط کلوین اشتون در سال 1998 در یک سخرانی ارائه شد در واقع راه حل هایی ارائه گردید که با بکارگیری آنها از طریق اینترنت در هرزمان و در هر كجا با هر شی ارتباط برقرار كرد و شناسایی آنها در شبكه، همچنین دستیابی به اطلاعات محیطی و وضعیت آن شكلهای جدیدی از ارتباط میان افراد و اشیاء و حتی بین خود اشیاء فراهم گردید وباعث معرفی اینترنت اشیاء شد كه علاوه بر افراد و اطلاعات، حاوی اشیاء نیز می شدند]7[ تعریف اشیا با توجه به پروژه های تحقیقاتی اروپا بر روی اینترنت اشیابه صورت زیر بیان شده است :اشیا عبارتند از تمامی شرکت کنندگان فعال در کسب و کار، اطلاعات وفرآیندها که قادر به تعامل و ارتباط در میان خود و با محیط اطراف بوده وبه تبادل داده ها و اطلاعات در محیط های احساس می پردازند ، همچنین امکان واکنش به حوادث دنیای واقعی ، فیزیکی را دارند اشیا نقش مؤثر بر فرایندهای در حال اجرا دارند   و همچنین امکان ایجاد اقدامات و خدمات با یا بدون دخالت مستقیم انسان را نیز دارا می باشند .

 

صنعت نفت و گاز به عنوان یکی از مهمترین صنایع می باشد که لزوم استفاده از فناوری های جدید در جهت افزایش اثرات مطلوب این صنعت با تامین ایمنی همه جانبه کارکنان و تجهیزات و تاسیسات ،به صفر رساندن حوادث و آسیب ها از طریق حذف شرایط ناایمن ،ارتقا سلامت افراد و حفاظت از محیط زیست به عنوان سرمایه بشری می باشد.

 

اینترنت اشیا یکی از مجموعه فناوری های نوین می باشد که می تواند در فرآیند های اکتشاف و تولید ،پالایشگاه ها ،پترو شیمی ،خط لوله ،حمل و نقل و توزیع استفاده شود.استفاده از این فناوری در صنعت نفت و گاز باعث افزایش امنیت کارکنان ،شناسایی مسایل بهداشتی و ایمنی ،بهینه سازی تولید ،تحمل خطا و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.بررسی این فناوری ها و چگونگی پیدایش اینترنت اشیا به عنوان اولین محدود تحقیق مشخص شده است .پس از انتشار اینترنت اشیا به عنوان یک راه حل برای ارتباط با اشیا و گرد آوری اطلاعات از آنها معماری های برای استقرار و پیاده سازی این راه حل ارائه کردید.

 

اولین معماری ،معماری سه لایه بود که در سه لایه تعریف شد:1-لایه ادراک (اطلاعات) 2-لایه شبکه 3-لایه کاربردی این معماری پایه و اساس معرفی معماری های دیگر در اینترنت اشیا است. که در این تحقیق به طور مفصل این معماری و معماری های دیگر اینترنت اشیا که براساس معماری سه لایه ارائه شده اند می پردازیم.سپس به معرفی نقش های این فناوری در صنایع نفت و می پردازیم. برای بکار گیری این فناوری نیاز به ایجاد محیط و وضعیتی امن هستیم بنابراین به مطالعه نقش امنیت و معماری های آن در اینرنت اشیا به منظور ارائه چارچوبی برای امنیت در صنایع نفت و گاز در هنگام استقرار اینترنت اشیا مبادرت می کنیم.

 

گستردگی اینترنت اشیا به عنوان یک راه حل باعث افزایش آسیب پذیری در برابر حوادث شده است همچنین بکارگیری ظرفیت های ارتباطی، تنوع فناوری های به کاررفته و نوع داده های مبادله شده (دیتا،صوت،تصویر،مالتی مدیا) در صنایع نفت و گاز،تنوع محیط های عملیاتی باعث پیچیدگی و دشواری در امنیت شده اند.

 

دستیابی به یک چارچوب برای رسیدن به درجه قابل قبول امنیت در اینترنت اشیا همان هدفی است که این پژوهش دنبال می کندبه این منظور دستاوردهای مطالعات و پژوهش هایی را كه به منظور ارائه چارچوبی مناسب جهت تدوین معماری اینترنت اشیا است، عرضه می گردد. بدین ترتیب كه پس از اجمالی ادبیات و تبیین چارچوب علمی تحقیق، یافته های مراحل مختلف پژوهش ارائه می گردد . ابتدا مطالعات گسترده ای بر مبانی نظری انجام گرفته است. در ادامه به بررسی چند چارچوب معماری و معماری امنیت در اینترنت اشیا پرداخته میشود كه از بین آنها چارچوب معماری امن سه لایه را انتخا ب و بامولفه های ، الزامات ساختار عملیات در صنعت نفت و گاز باز تعر یف كرده و چارچوبی جدید در بکارگیری امن اینترنت اشیا در صنت نفت و گاز ارائه خواهیم داد.