随着物联网时代的来临,未来一切设备都将包含智能芯片和智能操作系统,任何物联网设备都可以采用网络协议相互通信,并且这些设备是全天候在线的。因为受到硬件尺寸和重量的限制,绝大多数的物联网设备是低能量的,并且计算资源和存储资源十分有限。这些设备必须将它们大部分的可用能量、计算资源和存储资源投入到核心应用功能中。这就使得物联网设备在安全防护和隐私保护方面提供的资源十分有限。在这个背景下,人们使用的所有连入网络的设备,都可能存在各种各样的安全漏洞。因此,物联网设备安全对网络空间安全具有十分重要的意义和作用。本论文首先通过研究家用物联网设备的安全机制,比较系统地分析了物联网设备面临的安全威胁和存在的安全漏洞,提出安全需求。随后,以家用物联网设备的安全需求为牵引,提出安全防护基本思路,构建了一个多维度、多层次的物联网设备安全防护和威胁感知框架。最后,围绕这个框架,深入研究并设计了一种基于白盒加密的固件安全引导技术,实现在不可信的环境中增强固件的保密性;设计实现了一种基于网关设备流量转发的物联网蜜罐系统,实现较大网络范围的物联网安全态势感知;设计实现了一种基于白名单的物联网设备系统安全防护技术,实现中断物联网设备安全漏洞攻击利用过程。上述技术分别在物联网的感知层、网络层和应用层上增强设备安全防护能力,降低其面临的安全威胁,减少物联网可能给人们生活和社会正常运行带来的威胁。文中提出的物联网设备安全防护框架及在此框架下的三项防护技术,对家用物联网设备的研究与开发具有实际的指导意义。