УДК 004.725

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ

№14,

Технические науки

Васильев Иван Викторович
Концов Артём Валерьевич
Кудрявцев Денис Николаевич

Научный руководитель: Зоркальцев А.А., старший преподаватель кафедры УИ

Ключевые слова: ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ; ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ; БЕЗОПАСНОСТЬ; ФРЕЙМВОРК; СТАНДАРТ; INTERNET OF THINGS; INDUSTRIAL INTERNET; SECURITY; FRAMEWORK; STANDARD.

Аннотация: В статье обсуждаются технологические проблемы развития промышленного Интернета, союзы и консорциумы стандартов, безопасность, обсуждаются решения по каждому аспекту безопасности на основе этой информации, которые способствуют развитию промышленного Интернета.

Интернет вещей (IoT) развивающаяся область вот уже 19 лет развивается как выделенная технология-концепция. Широкие возможности использования и применения обуславливают важность развития и распространения этой технологии.

Интернет вещей описывается ведущими отраслевыми аналитиками по-разному. Одни считают, что Интернет вещей это в первую очередь датчики, другие – сеть сетей без человеческого вмешательства. Объединив большинство мнений, можно прийти к выводу, что Интернет вещей – Сеть сетей физических объектов, осуществляющих взаимодействие с внешней средой (датчики, приводы), которые общаются между собой в двух направлениях по протоколам Internet Protocol (IP), обычно без человеческого вмешательства.

Однако вместе с широкими возможностями приходят и ограничения и риски. Среди ограничений и рисков существуют технологические проблемы развития, такие как:

1. Безопасность соединений.
2. Конкуренция стандартов.
3. Питание датчиков.

Многие организации стремятся адаптировать свой бизнес к потребностям XXI века, прибегая к использованию технологии IoT и IIoT.

Безопасность.

Одной из самых важных проблем Интернета вещей является безопасность, т.к. Интернет вещей охватывает не только потребительскую сферу, но и автомобильную промышленность, энергетику, финансовые услуги, авиацию, промышленность, здравоохранение. Безопасность Интернета вещей включает 4 обязательных направления:

1. Безопасность связи.
Безопасность связи достигается применением технологий шифрования и проверок подлинности (сертификаты). Также существует необходимость в управлении ключами подлинности данных и организации каналов их получения для предотвращения фальсификаций и взломов.

2. Защита устройств.
Защита устройств достигается контролем безопасности и целостности программного кода и использованием криптографической подписи на каждом коде для правомерного запуска и защиты во время исполнения.
В дальнейшем, устройства должны быть защищены после запуска, для этого используется разграничение доступа к системе (использование операционных систем, контроль подключений и т.д.).

3. Контроль устройств.
Контроль устройств достигается сопровождением программного обеспечения и оборудования, подключением к сервису обновления прошивок (OTA – «обновление по воздуху»). Контроль устройств позволяет пользователю систем иметь актуальное программное обеспечение и обновление защиты даже спустя несколько лет после покупки.

4. Контроль взаимодействий в сети.
Контроль взаимодействий в сети достигается аналитикой безопасности в Интернете вещей. Системы аналитики безопасности позволяют понять сеть и убрать опасность и подозрительные аномалии.
Построение и выполнение этих пунктов способно создать базовую защиту от большинства угроз. Игнорирование даже одного направления создает широкое поле действия злоумышленников [1].

Конкуренция стандартов.

На данный момент существует несколько консорциумов и союзов, созданных для формирования новых стандартов взаимодействия, связи, конфиденциальности и безопасности. Хотя и был достигнут значительный прогресс в области стандартов, существующие проблемы требуют больших усилий и совместного сотрудничества. Многие организации вступают в союзы и консорциумы. Наиболее влиятельными являются:

1. AllSeen Alliance – самая первая группа разработки стандартов IoT. AllSeen Alliance включает в себя более 50 организаций (Microsoft, LG, Qualcomm, Sharp и другие). Основной курс альянса заключается в поиске универсальных фреймворков и приложений, а также совместимость устройств от разных производителей. Для передачи данных использует распространённые технологии передачи данных: Wi-Fi, Bluetooth, 6LoWPAN, ZigBee. Группа использует систему AllJoyn, которая позволяет не только делиться возможностями между устройствами, но также шифрует и обеспечивает защиту передаваемым данным.

2. The Thread Group – группа из 80 участников, сформированная подразделением Google Nest Labs. Одной из целей группы является поощрение производителей устройств за использование их стандартов связи в системах умных домов. Основным протоколом связи взят 6LoWPAN.

3. HomeKit – группа, поддерживаемая Apple, дает возможность производителям устройств ставить лейбл «Совместимо с iPhone». HomeKit предоставляет набор инструментов для разработчиков, но ограничиваются системами умного дома. Поддерживают передачу данных в зашифрованном виде.

4. The Open Interconnect Consortium (OIC) — поддерживается Intel, Atmel, Broadcom, Dell. Основное направление группы заключено в разработке требований для совместимости устройств. Компании, входящие в консорциум особое внимание уделяют безопасности. На данный момент разработан фреймворк IoTivity, с открытым исходным кодом.

5. Industrial Internet Consortium –самая крупная группа, основанная Intel, Cisco, AT&T, GE и IBM. Включает более 150 участников, которые занимаются совместной разработкой стандартов связи между устройствами. ICC заключило стратегическое соглашение с OIC о широком распространении информации касающейся стандартов совместимости устройств. Основными требованиями к стандарту IIC выдвинули конфиденциальность и безопасность [2].


Рисунок 1 – карта консорциумов и союзов и их основной уклон [3]

Питание датчиков.

Автономная работа датчиков – это одно из многих условий построения системы Интернета вещей. Однако важность заключается в масштабе Интернета вещей, прогнозируемый рост которого составляет 50 миллиардов устройств к 2025 году. Каждый из этих устройств питается либо от встроенной батареи, либо от проводного подключения к линии электропередач. Необходимость в получении электроэнергии из природных процессов (воздушные потоки, температура, свет, вибрация) заставляет подтягивать к Интернету вещей научный прогресс и технологии производства. Существует прототип наногенератора, который в 2010 году изобрели учёные США. Наногенератор работает на вибрации и микроколебаниях, обеспечивая напряжение в 3 вольта и ток в 1 микроампер. Данный прототип позволяет использовать Интернет вещей в переносимых человеком медицинских устройствах, а также другие варианты использования [4].

В данной статье описаны технические проблемы встраивания системы Интернета вещей в реальный мир. Основными проблемами являются безопасность и разобщённые стандарты, а питание датчиков не столько влияет на текущую стадию развития интернета вещей. Однако закладывание современных технологий в конечные устройства положительно скажется на продвижении технологии в массы.

Список литературы

  1. Anti-Malware / Безопасность интернета вещей. Эталонная модель защиты устройств и сети – URL: https://www.anti-malware.ru/practice/solutions/iot-the-reference-security-architecture-part-1 — (Дата обращения 17.07.2018 г.)
  2. i-o-t Интернет вещей / Стандарты интернета вещей – URL: http://i-o-t.ru/standarti-interneta-veshey/ — (Дата обращения 16.08.2018 г.)
  3. Rusbase / Проблемы и перспективы интернета вещей – URL: https://rb.ru/opinion/russian-iot/ — (Дата обращения 16.08.2018 г.)
  4. TAdviser. Государство. Бизнес. IT / Что такое интернет вещей Internet of Things, IoT – URL : http://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:%D0%A7%D1%82%D0%BE_%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B5%D1%82_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%B9_(Internet_of_Things,_IoT) — (Дата обращения 17.07.2018 г.)