工业物联网技术是物联网与互联网服务的交叉网络系统,依托泛在感知、虚拟现实、网络安全、人工智能、大数据等新兴信息技术的支持,实现了工业制造全流程中工业数据流与工业设备软、硬件间的智能交互。工业物联网将具备数据感知与状态监控能力的感知控制节点与人工智能等先进技术相融合,使其渗入工业控制与装备制造的全生命周期中。作为物联网技术与工业制造领域深度结合的产物,工业物联网技术的出现进一步促进了工业化与信息化的深度融合,为传统工业制造过程提供了信息化、网络化、智能化的提升,实现了从工业“制造”迈向工业“智造”的跨越式发展,极大地推动了智能制造的发展,促进了产业的转型升级。在日渐复杂的工业物联网环境下,随之产生了一系列安全问题和威胁。工业物联网中普遍存在终端结构多样化的现象,终端之间的信息传输方式较为复杂,各种智能化设备间无线数据通信的安全性是工业物联网面临的主要挑战。日新月异的病毒和网络攻击手段使得工业设备生成、使用的重要或高敏感性数据,以及以这类数据作为支撑的信息系统和上层应用都可能成为潜在的恶意攻击目标,数据通信安全性不足的问题已经成为制约工业物联网发展的主要瓶颈之一。本论文细致分析并阐述了国内外关于工业物联网通信技术的研究现状与发展趋势,在此基础上面向工业物联网数据通信传输过程,重点开展工业物联网冗余协同安全通信技术、缺失数据预测技术、敏感资源安全访问控制技术等工业物联网安全通信关键技术研究,主要工作包含以下几个方面:（1）设计了一种工业物联网安全通信架构。本论文在现有智能化生产线系统通信架构基础上,围绕工业物联网对于感知数据在传输过程机密性、数据完整性、真实性以及可用性方面的要求,设计了一种工业物联网安全通信架构。该架构将智能化生产线安全通信网络划分为仪器设备层、数据感知传输层以及访问控制管理层三部分,并分别在感知数据加密、加密数据安全传输、数据资源访问控制三方面进一步融合了三项安全通信关键支撑性技术,实现从仪器设备层到控制管理层的数据感知、传输、访问控制全周期安全性的提升,满足工业仪器设备信息在安全数据通信方面的需求。（2）提出了一种工业物联网多路径冗余协同安全通信方法。本论文针对工业物联网传统的单一路径通信方式无法有效保证敏感信息传递的机密性、完整性与真实性问题,研究了节点数量、门限参数、冗余通道间的关联性规律,提出了一种工业物联网多路径冗余协同安全通信方法,构建了一种多路径冗余协同的安全通信模型。此外,基于多维度通信状态参数改进优化了自适应协商平面路由协议,确立了以多重门限签名算法为主,改进的自适应协商平面路由协议与主、副通信路径协同的多路径加密通信机制。该方法提高了工业物联网数据通信加密的复杂度,降低了初始感知数据被整体捕获的概率,满足复杂环境下多源多维度工业数据传输的机密性与容错性要求。（3）提出了一种工业物联网通信缺失数据预测方法。本论文针对工业物联网通信环境因外部电磁干扰、网络渗透攻击、误操作等因素造成的智能化仪器设备时序通信数据周期性缺失问题,重点分析并研究了依托传统单一预测模型进行多周期时期预测时产生的误差累积现象,提出了一种基于神经网络的工业物联网通信缺失数据预测方法,确定了以长短期记忆网络LSTM模型进行初始预测、多层感知器MLP模型进行预测误差校正的缺失数据预测机制。该方法在基于多路径冗余协同安全通信方法对工业物联网多源多维度数据进行通信传输的基础上,实现了对工业物联网缺失通信数据的准确预测与恢复,保证了通信数据的完整性。（4）提出了一种工业物联网敏感资源安全访问控制方法。本论文针对工业物联网环境下对于多粒度感知信息的访问存在外部用户非授权访问通信网络、关键设备敏感资源管理缺乏动态灵活的授权机制等问题,分析了多种权限与角色、场景、资源间的动态关联规律,提出了一种工业物联网敏感资源安全访问控制方法,构建了一种多属性动态协同的安全访问控制模型。该方法确定了以角色与属性相结合的多粒度敏感资源动态访问机制,实现了工业敏感信息的相对隔离以及分层级的动态访问控制,提高了敏感资源信息访问控制的安全性。（5）面向工业物联网智能化生产线环境开展测试验证。本论文建立了基于工业物联网多路径冗余协同安全通信方法的无线传感器网络仿真模型,构建了面向温度、湿度、振动等多粒度感知数据的工业物联网通信缺失数据综合预测算法验证模型,设计了基于工业物联网敏感资源安全访问控制方法的智能化生产线访问控制子系统。基于上述模型与系统分别对工业物联网数据传输安全性问题、通信数据完整性问题、敏感信息访问安全性问题所对应研究内容与关键技术成果进行测试验证。本论文以实验室承担的“基于工业物联网的智能产线实时故障诊断关键技术研究及应用”国家重点研发计划等课题为支撑,研究内容涵盖了目前工业物联网安全通信领域中的多个重点问题,为今后工业物联网通信安全性相关研究提供了一定的参考依据。