萬物互聯 物聯網要發展安全兼備

2022年09月29日15:52

踏入21世紀,以人聯網為核心的互聯網普及化。最初通過固網寬頻,便可透過桌面電腦接入互聯網,實現第一代人網連結;之後出現3G/4G流動網絡,我們便透過流動電話連接互聯網,實現第二代人網連結。到了現時5G網絡來臨,人工智能、雲計算及大數據等互聯網技術邁向成熟,機器已可取代人類與各種物件連接,萬物互聯的物聯網(Internet of Things, IoT)時代已揭開帷幕。

物聯網是指人與物、物與物連接的網絡。任何物件配有傳感器(sensor)、軟件和其他技術,只要連上互聯網,便可與其他裝置傳輸和接收數據,並進行計算、處理和知識挖掘,實現人與物、物與物之間信息交互和無縫連結,形成由物件或設備組成的龐大網絡。物聯網有三大基本特徵:一是全面感知,利用感應器等隨時隨地獲取物件或附近環境的信息;二是可靠傳遞,通過電訊網絡與互聯網融合,將物件的信息準確傳遞;三是智能處理,對大量數據和信息進行分析和處理,對物件實施智能化控制。物聯網能夠透過網絡傳輸數據,無需人工操作,只要有網絡,物聯網裝置便能夠無處不在。在PC互聯網及移動互聯網之後,物聯網被寄予厚望,成為新一輪科技與產業革命的主要驅動力。

感知網絡應用三層架構

現時物聯網應用範圍廣泛,包括工業、農業、政務、交通、家居等。消費者最熟悉的物聯網裝置應是健身監測器,如 Nike Fuel Band 、 Fitbit等。根據互聯網研究機構IoT Analytics估計,2021年全球已連接的物聯網裝置達到123億個,預測2025年物聯網裝置的數目會倍增至270億個。

物聯網的架構,根據歐洲電信標準協會( ETSI)的定義,按不同工作內容,可劃分為感知層(Device)、網絡層(Network)及應用層(Application)。業界以人體的神經網絡比喻物聯網的運作機制,末梢神經(感知層)感測各種信息後,將信息經由神經網絡(網絡層)滙流至大腦;由大腦滙整信息後,做出反應與決策(應用層)。

感知層是物聯網的基礎,主要是具有感測、辨識及通訊能力的裝置,這些裝置根據各自的感測原理(如光、溫濕度、壓力、超音波等)感知和識別物體並採集信息,透過RFID、短距離無線通訊(如ZigBee、WiFi、藍牙等)傳到網絡層。由於現時的流動裝置經常內置各種傳感器(Sensor),因此感知層包括流動電話及智能可穿戴裝置。網絡層是數據處理的集送地。它將感知層收集到的數據進行交換,決定適當的指令或透過3G/4G網絡,往更上方的雲端或伺服器傳送。網絡層一般設有網關(Gateway)將來自不同通信協定網絡的數據及信息,轉化成可被另一通信協定網絡識別的信號,例如感測器透過ZigBee傳遞信號,但一般手機無法接收,這時網關將信號翻譯,透過WiFi轉給手機。

製造業應用物聯網最多

應用層就是數據、信息的分析與應用。由感知層及網絡層收集到的信息,按照不同領域的不同需求轉化成實際的應用,最終目標是通過將物聯網技術與行業應用場景結合,實現萬物互聯。應用層決定物聯網產品能否滲進一般消費者生活之中,現時經常聽到的智能工廠、智能交通、智能醫療等便是其中的例子。

根據IoT Analytics在2020年發布的10大物聯網應用領域,從1414個物聯網項目中發現,製造業/工業是應用最多的行業;其後依次是交通、能源、零售、智慧城市、醫療保健、供應鏈、智慧農業、智慧建築及其他等10類。不過,IoT Analytics表示,研究沒有包括以消費者為主的物聯網如智能家居、可穿戴裝設或關於嗜好/興趣的項目。

在這些應用領域中,最常見的運用例子主要是為了令運作更智能化,改善生產程序,包括遠程監察或控制、流程自動化、優化廠房表現、現場跟踪和追溯,以至品質管控等。除此以外,供應鏈管理採用物聯網亦十分普遍,如車隊管理、位置追踪、貨物狀況全程監察等。

中國在物聯網的發展亦步亦趨。去年發佈的《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃》,提出從社會治理、行業應用、民生消費三大領域,推動物聯網應用規模持續擴大,當中涉及12個行業,大部份與IoT Analytics發布的10大應用領域相若,只是中國更強調數字鄉村、智慧環保、智慧文旅、智能家居等範圍。

物聯網裝置本身是漏洞

到了2023年,中國的主要城市將初步建成物聯網新型基礎設施,社會現代化治理、產業數字化轉型和民生消費升級的基礎更穩固。屆時要達到的量化目標有3個:1.物聯網連接數目突破20億個;2.推動10家物聯網企業成長為產值逾百億、能夠帶動中小企融通發展的龍頭企業;3.完成逾40項國家或行業標準制訂。隨着政策落地及相關技術完善,中國物聯網產業發展有望持續加速。

雖然物聯網將萬物互聯,為人類帶來更方便、更舒適的生活,但同時卻帶來不少安全威脅。物聯網裝置本身便是漏洞,受制於規格,開發的程式必須在低功耗的平台上運行,再加上,受價格及開發週期短的影響,開發和測試安全軟件的預算有限,難以增添加密、解密或其他安全功能,導致裝置沒有內建安全運算能力。同時,裝置的網頁應用程式和相關軟件安全程度不足,也會引來惡意攻擊。此外,由於物聯網裝置形式多樣化,又有不同通信協定及標準,強化安全程度並不容易,令黑客可透過裝置的漏洞進行攻擊。隨着連接裝置的數量增加,裝置之間共享更多信息,黑客竊取機密的誘因亦增加。

雖然物聯網「聰明」遠超想像,為世界帶來無線的可能,但物聯網裝置的種類及數目極其繁多,不同製造商的裝置難以互通,要「馴服」這個可以改變未來的「好幫手」,人類要攜手合作,制訂統一的國際標準,保護好隱私和安全,才可讓物聯網為我們提供更佳服務。

作者:香港中國商會常務副會長陳亨達

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