اینترنت اشیا چیست؟

 اینترنت اشیا (‏IoT)‏شبکه‌ای از دستگاه‌های هوشمند متصل است که داده‌های غنی را فراهم می‌کنند، اما می‌تواند یک کابوس امنیتی نیز باشد. اینترنت اشیا یک واژه کامل برای تعداد رو به رشد الکترونیک است که دستگاه‌های محاسباتی سنتی نیستند، بلکه برای ارسال داده‌ها، دریافت دستورالعمل یا هر دو به اینترنت متصل هستند.

در نتیجه طیف گسترده‌ای از چیزها تحت چتر اینترنت قرار می‌گیرند: نسخه‌های هوشمند متصل به اینترنت از لوازم خانگی سنتی مانند یخچال و لامپ؛ ابزارهایی که تنها می‌توانند در یک جهان مبتنی بر اینترنت مانند دستیاران دیجیتالی به سبک الکسا وجود داشته باشند؛ و حسگرهای مجهز به اینترنت که در حال تغییر و تحول در کارخانه‌ها، بهداشت و درمان، حمل و نقل، مراکز توزیع و مزارع هستند.

اینترنت اتصال اینترنتی، پردازش داده‌ها و تجزیه و تحلیل را به دنیای اشیا فیزیکی می‌آورد. برای مصرف کنندگان، این به معنای تعامل با شبکه اطلاعات جهانی بدون واسط‌هایی مثل کیبورد، صفحه‌نمایش موس و... است (‏به عنوان مثال، الکسا)‏.

در تنظیمات سازمانی، اینترنت اشیا می‌تواند همان کارایی را برای فرآیندهای تولید و سیستم‌های توزیع به ارمغان بیاورد که اینترنت مدت‌هاست به کار دانش ارائه کرده است. میلیاردها حسگر تعبیه‌شده در اینترنت در سراسر جهان یک مجموعه غنی از داده‌ها را فراهم می‌کنند که شرکت‌ها می‌توانند از آن‌ها برای بهبود ایمنی عملیات خود، پی‌گیری دارایی‌ها و کاهش فرآیندهای دستی استفاده کنند.

داده‌های حاصل از ماشین‌ها را می توان برای پیش‌بینی این که آیا تجهیزات خراب خواهند شد یا خیر به کار برد، و به تولید کنندگان هشدار قبلی برای جلوگیری از طولانی شدن زمان رکود را می‌دهد. محققان همچنین می‌توانند از دستگاه‌های اینترنت اشیا برای جمع‌آوری داده‌ها در مورد ترجیحات و رفتار مشتری استفاده کنند، اگرچه این می‌تواند پیامدهای جدی برای حریم خصوصی و امنیت داشته باشد.

 

اینترنت اشیا چقدر بزرگ است؟

پاسخ یک کلمه است : بسیار بزرگ. طبق گفته‌ی Priceonomics بیش از 50 میلیارد دستگاه اینترنت اشیا در سال 2020 وجود داشت و آن دستگاه ها 4.4 زتابایت داده تولید کردند. در مقایسه، در سال ۲۰۱۳ دستگاه‌های اینترنت اشیا تنها ۱۰۰ میلیارد گیگابایت داده تولید کردند. مقدار پولی که باید در بازار اینترنت اشیا به دست آید، به طور مشابه گیج‌کننده است؛ ارزش بازار در سال ۲۰۲۵ از ۱.۶ هزار میلیارد دلار تا ۱۴.۴ هزار میلیارد دلار تخمین زده می‌شود.

تحقیقات تحلیل اینترنت اشیا در پیش‌بینی بازار جهانی خود پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۲۵، ۲۷ میلیارد اتصال فعال اینترنت اشیا (‏به استثنای کامپیوترها، لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌ها، تلفن‌های همراه و تبلت ها)‏وجود خواهد داشت. با این حال، این شرکت پیش‌بینی خود را براساس کمبود تراشه در حال پیشرفت کاهش داد، که انتظار می‌رود بر تعداد دستگاه‌های IoT متصل فراتر از ۲۰۲۳ تاثیر بگذارد.

 

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟

اولین عنصر یک سیستم اینترنت اشیا ، دستگاهی است که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند. به طور کلی، اینها دستگاه‌های متصل به اینترنت هستند، بنابراین هر کدام آدرس IP دارند. از ربات‌های متحرک مستقل که محصولات را در طبقات کارخانه ها و انبارها جابجا می کنند تا حسگرهای ساده ای که دما را کنترل یا نشت گاز در ساختمان‌ها را بررسی می کنند را شامل می شود. آن‌ها همچنین شامل دستگاه‌های شخصی مانند ردیاب‌های تناسب اندام (ابزارهای پوشیدنی همانند ساعت‌های هوشمند و مچ‌بندها) هستند که بر تعداد گام‌هایی که افراد هر روز برمی دارند نظارت می‌کنند.

در گام بعدی در فرآیند اینترنت اشیا ، داده‌های جمع‌آوری‌شده از دستگاه‌ها به یک نقطه جمع‌آوری منتقل می‌شوند. انتقال داده‌ها می‌تواند به صورت بی‌سیم با استفاده از طیف وسیعی از فن‌آوری‌ها یا در سراسر شبکه‌های سیمی انجام شود. داده‌ها می‌توانند از طریق اینترنت به یک مرکز داده‌ها یا ابر فرستاده شوند. یا انتقال می‌تواند در فازها انجام شود، با دستگاه‌های واسطه که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند، آن را قالب‌بندی می‌کنند، آن را فیلتر می‌کنند، داده‌های نامربوط یا تکراری را کنار می‌گذارند، سپس داده‌های مهم را برای تجزیه و تحلیل بیشتر ارسال می‌کنند.

مرحله نهایی، پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌ها، می‌تواند در مراکز داده‌ها یا ابر رخ دهد، اما گاهی اوقات این یک گزینه نیست. تعداد رو به رشدی از موارد استفاده از محاسبات لبه، مانند وسایل نقلیه مستقل که نیاز به تصمیم‌گیری دو سویه دارند، توسعه تکنولوژی‌های لبه را تسریع می‌کند که می‌توانند داده‌ها را بلافاصله بدون رفتن به ابر پردازش و تحلیل کنند.

 

مثال‌هایی از دستگاه‌های اینترنت اشیا

اساسا، هر دستگاهی که بتواند اطلاعات را در مورد جهان فیزیکی جمع‌آوری و انتقال دهد، می‌تواند در اکوسیستم اینترنت اشیا شرکت کند. لوازم خانگی هوشمند، برچسب‌های RFID و حسگرهای صنعتی چند نمونه هستند. این حسگرها می‌توانند بر طیفی از عوامل از جمله دما و فشار در سیستم‌های صنعتی، وضعیت بخش‌های حیاتی در ماشین‌آلات، علایم حیاتی بیمار، استفاده از آب و برق، در میان بسیاری از احتمالات دیگر نظارت کنند.

روبات‌های کارخانه و همچنین وسایل نقلیه و روبات‌هایی که محصولات را در اطراف محیط‌های صنعتی و انبارها را حرکت می‌دهند، می توان به عنوام دستگاه‌های اینترنت اشیا در نظر گرفت. شهرداری‌هایی که اکوسیستم‌های شهر هوشمند را بررسی می‌کنند، از اینترنت اشیا و حسگرهای ماشین به ماشین (‏M2M)‏برای فعال کردن کاربردهایی مانند نظارت ترافیک، مدیریت نور خیابان، و پیش‌گیری از جرم و جنایت از طریق فیدهای دوربین استفاده می‌کنند.

مثال‌های دیگر شامل تجهیزات پوشیدنی و سیستم‌های امنیت منزل است. همچنین دستگاه‌های عمومی بیشتری وجود دارند، مانند Raspberry Pi یا Arduino ، که به شما اجازه می‌دهند نقاط پایانی اینترنت اشیا خود را بسازید. حتی اگر شما ممکن است گوشی هوشمند خود را به عنوان یک کامپیوتر جیبی در نظر بگیرید، ممکن است به خوبی اطلاعات را در مورد موقعیت و رفتار شما نسبت به سرویس‌های پشتیبانی به روش‌های بسیار اینترنت اشیا مانند نیز نشان دهد.

 

مدیریت دستگاه‌های اینترنت اشیا

به منظور کار با یکدیگر، همه این دستگاه‌ها باید تصدیق، تایید، تنظیم، پیکربندی و نظارت، و همچنین تعمیر و به روز رسانی شوند. علاوه بر این، همه اینها در چارچوب سیستم های اختصاصی یک فروشنده اتفاق می افتد - یا اصلاً اتفاق نمی افتد، که حتی خطرناک تر است. اما این صنعت در حال گذار به یک مدل مدیریت دستگاه مبتنی بر استانداردها است، که به دستگاه‌های اینترنت اشیا اجازه می‌دهد تا با یکدیگر تعامل داشته باشند و تضمین می‌کند که دستگاه‌ها خارج از شبکه نیستند.

 

استانداردها و پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیا

هنگامی که ابزارهای اینترنت اشیا با دستگاه‌های دیگر صحبت می‌کنند، می‌توانند از طیف گسترده‌ای از استانداردها و پروتکل‌های ارتباطی استفاده کنند، که بسیاری از آن‌ها برای دستگاه‌های با قابلیت‌های پردازش محدود یا مصرف توان پایین طراحی شده‌اند. برای مثال، برخی از این موارد را قطعا شنیده‌اید - Wi - Fi یا بلوتوث - اما بسیاری دیگر برای دنیای IoT متخصص هستند. به عنوان مثال، ZigNet یک پروتکل بی‌سیم برای توان پایین، ارتباط با فاصله کوتاه است، در حالی که انتقال از راه دور صف پیام (‏MQTT)‏یک پروتکل پیام گذاری انتشار / اشتراک برای دستگاه‌های متصل شده به وسیله شبکه‌های غیرقابل‌اعتماد یا مستعد تاخیر است.

 

اینترنت اشیا و تجزیه و تحلیل کلان داده

سناریویی را تصور کنید که در آن مردم در یک پارک تفریحی تشویق می‌شوند تا برنامه‌ای را دانلود کنند که اطلاعاتی در مورد پارک ارائه می‌دهد. در همان زمان، برنامه کاربردی سیگنال‌های GPS را به مدیریت پارک می‌فرستد تا به پیش‌بینی زمان‌های انتظار در خطوط کمک کند. با این اطلاعات، پارک می‌تواند در کوتاه‌مدت (‏به عنوان مثال با اضافه کردن استوری بیشتر برای افزایش ظرفیت برخی از جاذبه‌ها)‏و بلند مدت (‏با یادگیری این که کدام مناطق بیش‌ترین و کم‌ترین محبوبیت را در پارک دارند)‏عمل کند.

بسیاری از عملیات‌های کلان داده از اطلاعات برداشت‌شده از دستگاه‌های اینترنت اشیا ، که با سایر نقاط داده هم‌بسته هستند، برای به دست آوردن بینش نسبت به رفتار انسان استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال، حالت X نقشه‌ای را براساس ردیابی داده‌های مکانی افرادی که در فصل بهار در Ft تقسیم شدند، منتشر کرد. لادردیل در ماه مارس سال ۲۰۲۰، حتی زمانی که بیماری همه‌گیر کرونا ویروس در ایالات‌متحده در حال سرعت گرفتن بود، نشان داد که مردم در سراسر کشورها چه وضعیتی دارند. این نقشه نه تنها به دلیل نمایش دقیق گستردگی بالقوه ویروس، بلکه به این دلیل که نشان می‌داد دستگاه‌های اینترنت اشیا چقدر می‌توانند ما را ردیابی کنند، شوکه کننده بود.

 

اینترنت اشیا و هوش‌مصنوعی

حجم داده‌های دستگاه‌های IoT که می‌توانند جمع‌آوری کنند بسیار بزرگ‌تر از هر انسانی است که بتواند به شیوه‌ای مفید با آن مقابله کند، و قطعا در زمان آنی غیر ممکن است.

ما قبلا دیدیم که دستگاه‌های محاسبات لبه تنها برای درک داده‌های خام که از نقاط پایانی اینترنت اشیا می‌آیند، مورد نیاز هستند. همچنین نیاز به شناسایی و مقابله با داده‌هایی است که ممکن است دارای بخشی اطلاعات غلط باشند.

بسیاری از ارائه دهندگان اینترنت اشیا در حال یادگیری ماشین و قابلیت‌های هوش مصنوعی هستند تا داده‌های جمع‌آوری‌شده را درک کنند. به عنوان مثال، پلتفرم IBM's واتسن، می‌تواند بر روی مجموعه داده‌های اینترنت اشیا آموزش داده شود تا نتایج مفیدی در زمینه نگهداشت پیش‌بینی - تجزیه و تحلیل داده‌ها از هواپیماهای بدون سرنشین برای تمایز بین آسیب جزئی به یک پل و مسیرهایی که نیاز به توجه دارند، به دست آید. در همین حال، Arm تراشه‌های کم‌قدرتی را معرفی کرده‌است که می‌توانند قابلیت‌های AI را در نقاط انتهایی IoT فراهم کنند. این شرکت همچنین پردازنده‌های IoT جدیدی مانند Cortex – M85 و Corstone - 1000 را راه‌اندازی کرد که از AI در لبه پشتیبانی می‌کنند.

 

امنیت و آسیب‌پذیری‌های اینترنت اشیا

دستگاه‌های اینترنت اشیا در زمینه امنیت، شهرت بدی کسب کرده‌اند. کامپیوترهای شخصی و گوشی‌های هوشمند کامپیوترهای "کاربرد عمومی" هستند که برای سال‌ها طراحی شده‌اند و دارای OSes پیچیده و کاربر پسند هستند که در حال حاضر دارای ویژگی‌های بسته‌بندی خودکار و امنیتی هستند.

دستگاه‌های اینترنت اشیا ، در مقابل، ابزارهای پایه با OSes های ساده هستند. آن‌ها برای وظایف فردی و حداقل تعامل انسانی طراحی شده‌اند و نمی‌توانند تعمیر، نظارت و یا به روز رسانی شوند. از آنجا که بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیا در نهایت یک نسخه از لینوکس را با پورت‌های مختلف شبکه در دسترس اجرا می‌کنند، اهداف وسوسه‌انگیز برای هکرها ایجاد می‌کنند. شاید هیچ چیزی این موضوع را بیشتر از بات‌نت Mirai نشان نداده باشد که توسط یک نوجوان به دوربین های امنیتی خانگی و مانیتورهای کودیک که دارای رمزهای عبور پیش فرض قابل حدس زدن آسان بودند، ایجاد شد و در نهایت یکی از بزرگترین حملات DDoS تاریخ را راه اندازی کرد.