Интернет вещей (IoT) — это сеть физических объектов (устройств, инструментов, транспортных средств, зданий) и предметов, в которых встроена электроника, схемы, программное обеспечение, датчики и сетевые подключения, которые позволяют этим объектам собирать данные и обмениваться ими.

Интернет вещей позволяет удаленно обнаруживать объекты и управлять ими через существующую сетевую инфраструктуру, интегрируя физический мир в компьютерные системы. Концепция сети интеллектуальных устройств обсуждалась еще в 1982 году, когда модифицированная машина для производства кока-колы в Университете Карнеги-Меллона стала первым устройством, подключенным к Интернету, способным сообщать о своих запасах и о том, холодны ли вновь загруженные напитки. Точное определение IoT все еще находится в процессе формирования, что зависит от принятых точек зрения. IoT обычно определялся как «динамическая глобальная сетевая инфраструктура с возможностями самонастройки на основе стандартов и протоколов связи».

В статье Harvard Business Review за ноябрь 2014 года Майкл Портер и Джеймс Хеппельманн описывают устройства IoT как «умные, подключенные продукты, [которые] имеют три основных элемента:

  • Физические компоненты, [которые] включают механические и электрические части продукта.
  • «Умные» компоненты [которые] содержат датчики, микропроцессоры, хранилище данных, элементы управления, программное обеспечение и, как правило, встроенную операционную систему и расширенный пользовательский интерфейс.
  • Компоненты подключения [которые] охватывают порты, антенны и протоколы, обеспечивающие проводное или беспроводное подключение к продукту».

Глядя на эволюцию Интернета, мы можем разделить его на пять эпох:

  1. Интернет документов — электронные библиотеки, веб-страницы на основе документов.
  2. Интернет коммерции — веб-сайты электронной коммерции, электронного банкинга и торговли акциями.
  3. Интернет приложений — Web 2.0
  4. Интернет Людей — Социальные сети.
  5. Интернет вещей — подключенные устройства и машины.

Физические и виртуальные вещи в IoT имеют свои собственные идентификаторы и атрибуты и могут использовать интеллектуальные интерфейсы и интегрироваться в информационную сеть. Проще говоря, IoT можно рассматривать как набор подключенных устройств, которые однозначно идентифицируются.

Слова «Интернет» и «Вещи» означают взаимосвязанную всемирную сеть, основанную на датчиках, коммуникационных, сетевых технологиях и технологиях обработки информации, которая может быть новой версией информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). На сегодняшний день в IoT используется несколько технологий, таких как беспроводные сенсорные сети (WSN), штрих-коды, интеллектуальное зондирование, RFID, NFC, беспроводная связь с низким энергопотреблением, облачные вычисления и так далее. Интернет вещей описывает следующее поколение Интернета, в котором физические объекты могут быть доступны и идентифицированы через Интернет. В зависимости от различных технологий реализации определение IoT различается. Однако основа IoT подразумевает, что объекты в IoT могут быть однозначно идентифицированы в виртуальных представлениях. В IoT все вещи могут обмениваться данными и, при необходимости, обрабатывать данные в соответствии с предопределенными схемами.

Как работает система IoT

Система IoT состоит из датчиков/устройств, которые «разговаривают» с облаком через какое-то соединение. Как только данные попадают в облако, программное обеспечение обрабатывает их, а затем может принять решение о действии, например, отправить предупреждение или автоматически настроить датчики/устройства без участия пользователя.

Но если пользовательский ввод требуется, или если пользователь просто хочет зарегистрироваться в системе, пользовательский интерфейс позволяет им это сделать. Любые корректировки или действия, которые делает пользователь, затем отправляются через систему в обратном направлении: из пользовательского интерфейса в облако и обратно к датчикам/устройствам для внесения каких-либо изменений.

Интернет вещей в реальном мире

Для многих IoT — это «следующая большая вещь». Но на самом деле Интернет вещей уже существует — просто подумайте об умных автомобилях, умных домах и носимых устройствах. Сегодняшние устройства IoT все еще находятся на стадии внедрения и раннего роста. Вы можете считать устройства IoT на текущем рынке первым поколением инноваций IoT, и нам еще предстоит пройти долгий путь. Перефразируя американского философа Джеффа Фоксуорти: современные IoT-устройства ненамного «умнее пятиклассника»!

Технологии, расширяющие возможности Интернета вещей

Датчики

Устройства, генерирующие электронные сигналы физического состояния или события.

сети

Механизмы передачи электронных сигналов.

Стандарты

Общепринятые запреты или предписания к действию. Эти технические стандарты позволяют обрабатывать данные и обеспечивать совместимость агрегированных наборов данных.

Расширенный интеллект

Аналитические инструменты, улучшающие способность описывать, прогнозировать и использовать взаимосвязи между событиями.

Проблемы конфиденциальности и безопасности и решения в IoT

IoT относится к следующему этапу эволюции Интернета, который позволит создать сетевую инфраструктуру, соединяющую большое количество устройств, чтобы они могли собирать данные и общаться друг с другом для принятия обоснованных разумных решений. Исключением является то, что устройства в этом случае относятся к любому объекту, оснащенному необходимым аппаратным и программным обеспечением для поддержки обработки и сетевых возможностей. Интернет вещей предоставляет приложения, которые могут управлять активами и разрабатывать эффективные и рентабельные бизнес-модели. Эта технология также способствует созданию гиперсвязанного общества и может использоваться для оптимизации транспорта и мобильности. Однако технология сталкивается с множеством проблем безопасности и конфиденциальности, которые необходимо решить, чтобы улучшить ее принятие и использование. Действительно, без четкого понимания проблем, связанных с безопасностью и конфиденциальностью, связанными с IoT, и возможных решений этих проблем успех технологии и конфиденциальность потенциальных пользователей сталкиваются со значительными рисками.

IoT — это огромная сеть, состоящая из взаимосвязанных сетей с устройствами с ограниченными ресурсами. Поскольку устройства IoT имеют ограниченные ресурсы, они не могут использовать полные комплекты безопасности, используемые в обычных сетях. Это представляет собой проблему, поскольку необходимо разработать уникальную структуру безопасности для IoT или использовать существующие решения. Однако необходимо приложить усилия для обеспечения того, чтобы для защиты IoT использовались облегченные решения безопасности, чтобы ресурсы устройства не тратились на безопасность в ущерб производительности.

Некоторые из проблем безопасности и конфиденциальности, связанных с IoT, включают трудности в установлении безопасной и надежной связи. Это связано с тем, что технология включает в себя различные компоненты на границе сети, что затрудняет обеспечение безопасной и надежной связи всех компонентов. Существуют также некоторые проблемы с секретностью и конфиденциальностью данных, связанные с IoT. Например, технология предполагает взаимосвязь нескольких сетей. Где в большинстве случаев пользователь может не контролировать некоторые сети, что подвергает данные многим угрозам секретности и конфиденциальности. Кроме того, IoT включает в себя множество устройств и сетей. Это затрудняет идентификацию, оценку и мониторинг важных компонентов для обеспечения соответствия политикам безопасности. Наконец, сложно обеспечить адекватный уровень безопасного обмена информацией и доверия между различными вертикальными инфраструктурами информационных технологий.

Для решения проблем безопасности, связанных с IoT, необходимо отказаться от традиционного взгляда на безопасность, который фокусируется на транспортной, физической, криптографической безопасности и безопасности приложений, поскольку этот подход не идеален для IoT. Следует использовать новую структуру безопасности, которая имеет облегченную криминалистическую координацию между устройствами и сетевой пользовательский интерфейс. С другой стороны, подход к объединению информации для защиты сетей IoT. Этот подход усредняет методы, применяемые в медицинских и биологических областях, для повышения безопасности сетей. Некоторые исследователи предложили разрешить системам IoT использовать свой автономный потенциал для самоорганизации и защиты от угроз безопасности. Безопасность сетей IoT также можно обеспечить путем реализации безопасных механизмов аутентификации. Например, можно использовать учетные данные на основе сертификатов для защиты сетей IoT. Однако важно убедиться, что при разработке механизма аутентификации на основе ключей приняты во внимание соответствующие меры, чтобы свести к минимуму вероятность того, что злоумышленник воспользуется слабым дизайном для обхода аутентификации.

Интернет вещей также создает серьезные проблемы с конфиденциальностью и безопасностью, связанные с профилированием, а также взаимодействием и презентацией, которые нарушают конфиденциальность. Что касается профилирования, IoT представляет риск при сборе данных о пользователях для определения их интересов путем сопоставления с другими источниками данных и профилями. В этом случае методы профилирования могут использоваться в электронной коммерции для персонализации потребителей, а также для внутреннего таргетинга и оптимизации на основе интересов и демографических данных клиентов. Однако профилирование может привести к нарушению конфиденциальности, если данные используются для нежелательной рекламы, ценовой дискриминации и социальной инженерии. Более того, сбор и продажа профилей пользователей на рынке данных без согласия человека считается нарушением конфиденциальности. В свою очередь, IoT может также создавать проблемы с конфиденциальностью и безопасностью, когда личная информация об отдельном пользователе непреднамеренно передается через общедоступные средства массовой информации, таким образом раскрывая данные нежелательной аудитории. Различные приложения, используемые в IoT, такие как здравоохранение, транспорт и розничная торговля, зависят от значительного взаимодействия с пользователем. Большинство механизмов, используемых для взаимодействия с пользователем и представления информации об обратной связи, по своей сути являются общедоступными, что создает угрозу конфиденциальности человека в случае, если другие люди могут просматривать данные. Таким образом, IoT должен решить проблему, связанную с легкой видимостью личных данных пользователей.

Безопасность является серьезной проблемой в сетях IoT, которую необходимо решить, если сети должны быть приняты и использоваться в различных аспектах человеческой деятельности, таких как торговля и развлечения. Одной из многообещающих технологий, которые можно использовать для идентификации и аутентификации объектов IoT, является протокол безопасности на основе PUF, который использует уникальные ключи и метки времени для проверки узлов и сообщений, которыми обмениваются в данной сети. Этот подход ограничен тем, что требует большой вычислительной мощности для аутентификации всех объектов, сообщений и устройств в данной сети IoT. Использование сервера аутентификации также может стать узким местом, которое может снизить производительность.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде, том 322, Международная конференция 2019 г. по интеллектуальным энергосистемам и интернет-энергетическим системам, 25–27 апреля 2019 г., Университет Дикина, Мельбурн, Австралия. (2020, 26 февраля). Получено с: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/322/1/012013#back-to-top-target

Зигмунт Бауман: ЛЮБОВЬ. СТРАХ. И СЕТЬ. (2020, 01 марта). [Электронная публикация]. Получено с: https://032c.com/zygmunt-bauman-love-fear-and-the-network/

Объяснение IoT — как на самом деле работает система IoT? — Часть 2. (2020, 04 марта). [Сообщение блога]. Калум Макклелланд, 16 ноября 2016 г. Источник: https://www.leverege.com/blogpost/iot-explained-how-does-an-iot-system-actually-work-part-2

Объяснение IoT — как на самом деле работает система IoT? (2020, 04 марта). [Сообщение блога]. Калум Макклелланд, 29 октября 2016 г. Получено с: https://www.leverege.com/blogpost/iot-explained-how-does-an-iot-system-actually-work

Внутри Интернета вещей (IoT). (2020, 05 марта). [Электронная публикация]. Издательство Университета Делойта. Получено с: https://www2.deloitte.com/content/dam/insights/us/articles/iot-primer-iot-technologies-applications/DUP_1102_InsideTheInternetOfThings.pdf

Гокхале, Прадьюмна и Бхат, Омкар и Бхат, Сагар. (2018). Введение в Интернет вещей. 5. 41–44. 10.17148/IARJSET.2018.517. [Электронная публикация]. (2020, 08 марта). извлекаются из:

https://www.researchgate.net/publication/330114646_Introduction_to_IOT