“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

标签:大数据物联网安全存储云计算

访客:7142  发表于:2016-10-12 10:20:58

“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

物联网其实并不如你们想象的那么潮,它出生时间其实和万维网差不多。

1991年,剑桥大学特洛伊计算机实验室的科学家们,常常要下楼去看咖啡煮好了没有,但又怕会影响工作。

为了解决麻烦,他们编写了一套程序,咖啡壶旁边安装了一个便携式摄像头,利用终端计算机的图像捕捉技术,以3帧/秒的速率传递到实验室的计算机上,以方便工作人员随时查看咖啡是否煮好。

1993年,作为首个 X-Windows 系统案例, “特洛伊咖啡壶服务器” 事件还被传到了网上,由此声名大噪,成为早期的互联网明星项目。之后 “特洛伊咖啡壶服务器” 也配置了多种传感器,包括许许多多的热门项目。

时至今日,数以百万计的硬件设备能够反馈传感器接收的信息数据。另外,得益于嵌入式系统的成本低廉化,如今已经不需要 VME或是Windows大型计算机来处理信息。

即使是非传统意义上的计算机之间,只要处于联网的状态,它们也能够传输并处理信息。由这些 “物联网(IoT)” 设备发出遥测数据,然后从软件端和服务器接受指令(并且执行)。

软件也好,内嵌的传感器也罢,曾经还需要手动操作的事,今天才能完成,与过去相比,也效率更高、便捷程度更高、成本消耗更低。

物联网已经改变了人同物理世界交流的方式

智能电视交互,由设备接收讯息后,依靠嵌入式传感器和语音处理芯片(用于传输信息到云端进行处理)。

当我们在驾驶时,传感器(类似于GPS模块)可以从手机端接收数据,用于监测交通的拥堵程度,除手机端,也有越来越多的 汽车App 可以实现这些功能。

健康仪器能够给医生反馈信息,智能手腕(表)能发送 脉搏 等身体数据。

数字生活已经成为了实实在在的生活的一部分。

自智能手机面世仅仅9年时间,移动端便捷的新趋势已经不可阻挡,网络设备的数量也早已超越了地球上人类的数量。据推测,接下来的5年里,网络设备的数量跟人类基数的比例将达到 7:1——设备数量或达到500亿台,从各种内嵌(或外置)传感器到工业机器人不等。

至于政府、企业乃至个人层面,低廉的计算成本、设备连通性、更新迭代的软件和芯片,便利了从物联网设备端收集各项详细数据,某种程度上可以说是自动化操控。

我们已经习惯了物联网化的生活。

可即使是如今的物联网所处阶段,如果某些特定因素无法得到适当解决,物联网的未来发展还是较为棘手的。

安全、隐私和可靠性是主要障碍,想要像物联网世界中的齿轮一样和谐运转,这样的生活还没那么块到来。到时候人类的社交秩序会上升到什么样的一个阶段呢?

以下是部分研究案例:

“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

“空客“ A350 民航客机组装工厂。公司正在研发一套 “智能工具” ,这个可以有效利用本地化资源和网络资源,这或成为 “工厂的未来模式” 。

“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

GrowBox 原型机,一套物联网的孵化系统,利用传感器优化西红柿的成长速度。

不过,物联网的前提是全套的智能硬件设备。如 Nest Learning 智能恒温控制器,Nest Cam 监控摄像头,以及 Protect 烟雾报警器。物联网技术是实现 “智能城市” “智能建筑” “智能工厂” 的重要一环,对于设备供应端的每一家传感器厂家、网络公司、以及技术顾问公司也是同样的意义。

物联网链条上究竟谁最有话语权?

有时候,“智能” 这个词跟传感器本身联系更紧密些,但这很大程度上还是依赖于云服务(计算)、数据中心来处理信息并发出指令(控制硬件)。

以消费者端,Nest系列这样的硬件产品吸引注意力时,穿戴类智能硬件算是起飞了——尽管 Apple Watch 这样 “高调” 的项目带来的影响不如预期。

相较于苹果其他硬件产品在消费级市场的表现,Apple Watch 还有更长的一段路要走,但是 Apple Watch 已经有了一系列的潜在需求,家里或是其他用途上,Apple Watch 和苹果其他产品的联动性会给用户带来不少便利。

Fjord (Accenture 设计顾问所)CCO Mark Curtis 预测,“接下来两到三年,穿戴类设备或将不再需要和智能手机绑定使用。同时,穿戴设备和中端类设备(beacons, Amazon Echo 和汽车)之间的交互功能也会变得越来越强大。就健康领域而言,穿戴设备就很适配这一产业,这是基于智能手腕类产品能够收集用户的健康数据,而不需要用户刻意地去记录。”

整个产业对物联网捕捉数据的能力异常兴奋,越来越多的公司也开始测试智能设备(嵌入式芯片或其他物联网设备)能够给自家的体系和产品带来多大的提升。

National Instruments Executive 副主任 Eric Starkloff 告诉 Arcs,绝大多数情况下,大多数公司还是对装备比较感兴趣,这些可以用于寻找业务体系中即将失败的项目,省出操作过程中的冗余。

目前为止,行业内只有少数公司具备遥测收集装备,Starkloff 认为,接下来5年 “灰色地带” 的应用或是发展的最佳机会。

物联网也被像空客看作是 “工厂的未来”,National Instruments 正协助空客把智能物联网技术应用到他们的智能工具和机器人系统里去(需要技师一同操作),Starkloff 透露。

“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

GE(通用电气)软件中心的这个数据图(源数据来自于 Hydro Quebec 的传感器数据),基于气象数据,推测可能出现停电的区域。

空客对于物联网的兴趣来源于确保生产作业的准确性,物联网对于潜在问题的感测能帮助空客在这一点上提高效率。“就算是今天,技师们还是需要手动把飞机的部件安装起来,”Starkloff 说道,“而通过物联网,他们想要实现智能化——通过检测器他们能检测铆钉是否有正确钉上。”

要达到这种程度,整个分析跟踪系统性能必须要能通过近距离完成,而不是让信息停留在云端处理。

某种程度上,空客的想法也论证了波音的尝试,上世纪90年代,波音曾尝试过增强现实(之后公司也有继续投资)。这点也类似于2016年早些时候 GE 软件上把物联网技术同增强现实搭售在一起,技师能借此完成所需的操作,视觉效果也能提高生产效率。

但是空客的想法不止于此,空客还希望实现工具(技师操控的)和机器人体系之间的沟通,通过本地网络的信息传递能够让人和机器协调工作。

物联网使得人类不需要考虑如何使用(操作)就能和机器人合作。

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一位空客技师和一位机器人一同工作

美国国防部对于物联网一直很上心。

通过内嵌传感器和穿戴系统,士兵在国防部网络系统上能以像交点的形式显示出来,帮助士兵提高战场能力和身体状态。

除了无人机和其他传感器,军队还研发了智能头盔传感器,以帮助士兵防范严重的震荡打击(后来也被用于NFL赛场)。通过穿戴设备,许多的 DARPA项目和实验室研究下的军事技也术能加强军人和其他系统之间的交流。

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美军已经开发了网络传感器头盔,用于检测对于士兵的震荡感,防止出现脑损伤。

世界都在窥视

很多隐私倡导者始终对物联网抱有怀疑态度。

2013年一次会议上,对于个人敏感数据采集,参会者也表示对这一问题表示担心。比如说准确的地理位置,个人金融账户或是健康信息个人信息采集、行为习惯、位置信息和实时物理状况,这些信息都存在泄漏的可能。就算是极少数的硬件设备也能产生的天文数字级的信息量,一位参会者曾推测,如果有不到1000户家庭在使用物联网家居设备,这些设备每天能产出1.5亿条分离式的数据,或者说每户人家大概是6秒产出一条数据。

对于穿戴类设备,隐私这一问题显得更加严峻。Curtis 提到,公众场合,一部分穿戴设备可以表现用户的时髦风格,但同时也能暴露极其详细的个人数据。通过这些设备,我们感觉到自己仿佛像是带着浓缩了自己所有成分的胶囊一样:聊天记录、社交关系、健康状况等。

不同于智能手机,我们无法把这些穿戴设备藏匿于口袋中(不然就失去了产品的意义了),挺讽刺的一点,穿戴设备也许是跟我们自己最为亲密却又最公众化的智能设备。这也许是个悖论,不过记住这一点也很重要,智能设备可能置你于个人和公众之间。

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The Fjord Fido:糖尿病跟踪app(物联网能帮助数以百万计的人的正面案例)

不过有些问题能通过设计调整得到了很好的解决。Curtis 认为苹果在保护个人隐私方面做的两点不错:利用脉冲传感器来感测手表是否处于佩戴状态(之后需要密码来解锁),大多数情况下屏显是处于关闭状态的。

“所有这些设计不仅仅是独立的小部件,” Daly 表示,“他们一直都在采集海量的数据信息。” 即使这些数据有时候看起来是有益的,但运动健康这些数据也可能是潜在的不安定因素。一天走了多少步、走了多远会被用来跟踪你的活动行程,以此还能推断 “用户的身份、要去的地方、交通方式”。

某些情况下,这会是件好事:若发生地震,理论上健康跟踪器上的数据上能让数据接收中心清楚用户是否生还,生还者是否处于移动过程中。但是实时信息采集这一点,可能给用户带来信息泄露的风险。“个人信息可能会泄露,如果仅仅是走了多少步,这倒不用过分担心,但是如果医疗健康数据泄露的话,那就不是怎么好处理的事情了。”

Daly 补充道,物联网设备携持的大量数据存储于本地时,就有问题出现:用户的数据要保存多久,用户不再需要时,这些数据又要怎么处理?

通过减少最原始的部分数据,部分问题应该能得到妥善解决。另外,尽管不是所有物联网设备的配置程度都像空客需求的那样,信息采集系统一般会识别并采集并筛选有价值的数据信息进行存储。

物联网正在向下渗透

减少数据流看似不像是能影响物联网产业的重大问题,毕竟它还未涉足到更深层次的产业层面。

”要实现物联网产业化,网络可靠性还要进一步的加强,“ Akamai 首席策略师 Kris Alexander 说到,“这是必须的,难道我每年都要来次长达4小时的宕机事故?这就太不妙了。”

也就是说,如果一家公司要开发物联网产品时,无论规模大小与否,网络的可靠性在其中都扮演着重要角色。

物联网产业化对低延迟、高速的网络配置的需求正在驱使着新型网络标准的采用。基于现有的以太网和IP网络技术,这些系统也许很快他们的进程会远远超过工厂水准。

但即使是那些 “产业互联网” 的范畴,带宽也不是免费的。据 Starkloff,从智能设备采集遥测数据,然后用于深度分析,无论规模大小与否,都会先删减信息达到一个更容易管理和整理的形态。当消费者端的设备遥测数据达到百万级别时,为了保障可靠性和数据安全性,削减数据就成为一件较大的需求了。

一种方法是逆向内容分发网络,在把数据传输回物联网背后的分析系统前,提供商可以利用 MapReduce 功能或是其他大数据处理方案进行数据的预先处理操作。如果数据收集只是用于少数的设备的话,用私人网络服务和AWS大概比较好。

新兴技术也让物联网连接变得更加可靠,尤其是移动设备端。即将到来的 5G 蜂窝带宽标准寻求有效降低网络延迟的解决方案。物联网设备终端、智能汽车等物联网设备都迫切需要低延迟、可靠性高的的数据网络。

无论物联网设备连上的是哪个G的无线带宽网络,网络环境依然还是基于IP的。

安全研究员曾试图通过 Sprint (美国通信运营商)hack 了一辆吉普的切诺基,截获行驶控制,移动网络并不能抹去物联网最大的担忧:安全问题。由于物联网潜在的攻击威胁始终存在,这也是物联网接下去一直要面临的问题。

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针对物联网化的智能汽车系统,黑客可以发动攻击获取行驶控制

无处不在的网让隐私无处可藏

要想知道物联网系统有多容易被攻击,你要做的就是在 Shodan search engine 来此快速搜索一下。安全摄像头、婴儿监视器以及其他网络摄像头(一些是基于完全不可靠的安全系统、有些完全没有防火墙),你会发现到处都有可能泄漏隐私。

你也会发现医疗设备的控制界面,HVAC 系统、城市交通管理系统、其他防火墙极其脆弱的路由器。不过,即使说这些设备在网上几乎是完全暴露的,但这也不意味这些设备就很容易被黑掉,但是,有一点确定的是,当其中一种特定类型的设备被突破时,入侵者能够快速地截获信息。

“物联网”并不是什么新鲜事,但解决物联网问题的关键,你还不一定知道

物联网设备的节录,完全曝光于网络,见于 Shodan search engine。

这些设备不仅仅是联网,比如说有些情况,设备能够对真实环境产生影响:旋转式离心机更快,完成开锁和锁门操作,调高温度甚至关闭刹车功能。

虽然,仅仅是联网不致于让设备被轻易入侵,可对那些有意为之的人来说,物联网设备毫无疑问为对方敞开了大门。这些设备也许在被黑受害者名单上留下了浓厚的一笔。况且,不同于用户使用的大多数其他产品或系统,这些产品的漏洞修复工作是极其复杂的。

“一方面,如果你购买的设备实在太过低端,供应商不太可能会愿意提供长期的技术支持,”Daly 解释道,“举个例子,我卖了一个车库门开关控制器,但长期的固件升级应该是不太可能的一件事。对生产厂商来说,为用户提供终身服务是没商业意义的,对于智能手表和其他健康监测仪器也是同样的道理。所以说,如果你想得到及时修复的话,大概你得买下一代产品了。

另一方面,漏洞出现要比修补来得快得多,而不同企业对(前代)产品的管理服务都有着不同的处理方式,Starkloff 认为,“消费者 IT 最大的区别之一就是更新迭代。

行业内很多机器都老化的厉害,有些甚至有了80年使用历史,但是监测仪器的技术更新速度却要来得快得多。你能搭建一套新的功能体系,但机器却跟不上,这该怎么办?

下一波互联网产业浪潮即将到来

政府对于物联网有关隐私问题的关注直接影响物联网的未来。最近,有关部门开展关于安全问题的研究,围绕无人驾驶汽车和无人机的研究证实了政府的担忧:云计算和欧洲议会的 “安全港” 数据协议,物联网设备的未来也变得愈加错综复杂了。

注:安全港协议要求:收集个人数据的企业必须通知个人其数据被收集,并告知他们将对数据所进行的处理,企业必须得到允许才能把信息传递给第三方,必须允许个人访问被收集的数据,并保证数据的真实性和安全性以及采取措施保证这些条款得到遵从。

事实上,对于公司和消费者而言,类似的案例已经证明了物联网系统引申出来的财务问题:对于那些拥有 Target 产品的家庭而言,Target 数据入侵或能让入侵者依靠设备网络系统实现远程入侵消费者家庭网络、甚至是控制 Target 销售店铺的 HVAC 系统。

但是要有效阻止对智能设备的入侵是,还是要看设备本身和企业,如果依靠政府和公司的话,解决方案的成本必然会高很多。

“把这些交通信号灯搞得一塌糊涂后,预计能造成多大的混乱?” Daly 表示,“交通瘫痪,急救车、救火车无法到达目的地......所以说,系统基础都没打好的话,一旦中间环节出现问题,供应端会造成多大规模的混乱?”

不过,尽管障碍重重,物联网会掀起下一波互联网产业的巨浪,不过我们还无法预见——极有可能是如同智能手机的面世那样,改变计算的格局。

Curtis 认为硬件不太尽可能像智能机发展那样迅猛发展,但是他坚信这些能在接下来5年被大众所接受。很有可能,印度等地区的市场拓展会给穿戴类设备带来不可预见的发展潜力。

出处:虎嗅网

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